本文關(guān)鍵詞：氯化鈣壓井液腐蝕規(guī)律及緩蝕劑緩蝕機理研究

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【摘要】：在天然氣開采過程中,當氣井出現(xiàn)故障時,需要對氣井進行修復(fù)作業(yè),而在修井過程中,通常會利用氯化鈣壓井液產(chǎn)生的靜水壓力來平衡地層壓力,從而防止因為壓力差而發(fā)生井噴或者井涌。然而由于壓井液多為高密度鹽水,同時井底處于高溫高壓條件,造成的腐蝕問題是修井作業(yè)中非常突出的問題。在抑制壓井液腐蝕的措施中,添加緩蝕劑是防止壓井液腐蝕的一種非常有效的技術(shù)。本文主要研究了溫度、壓井液密度對N80鋼在CaCl2壓井液體系中腐蝕行為的影響,同時利用失重法、電化學方法、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、傅立葉紅外光譜(FTIR)、X射線光電子能譜(XPS)等方法研究了硫脲基咪唑啉和三元復(fù)配緩蝕劑(葡萄糖酸鈉、磷酸二氫鋅、乙醇胺)的緩蝕行為和緩蝕機理。主要研究結(jié)論如下：(1)N80鋼在CaCl2壓井液腐蝕規(guī)律：腐蝕速度隨著壓井液密度的增大而降低,隨著壓井液溫度升高而增大。XRD實驗結(jié)果表明N80鋼在CaCl2壓井液中的主要腐蝕產(chǎn)物為Fe304和FeOOH。(2)硫脲基咪唑啉有效抑制了N80鋼在CaCl2壓井液中的腐蝕速度,其緩蝕效率隨著作用時間的延長先增大后達到一個穩(wěn)定值。硫脲基咪唑啉同時抑制了碳鋼的陽極和陰極腐蝕過程,屬于以抑制陽極過程為主混合型緩蝕劑。當緩蝕劑添加濃度為5000mg/L時,緩蝕劑率可達到80%。傅里葉紅外和XPS實驗結(jié)果表明咪唑啉在碳鋼表面形成一層緩蝕劑吸附膜。(3)開發(fā)了一種適用于CaCl2壓井液中的新型三元復(fù)配緩蝕劑(葡萄糖酸鈉、磷酸二氫鋅、乙醇胺),該三元復(fù)配緩蝕劑對N80鋼在CaCl2壓井液中具有較強的緩蝕作用。研究表明：三元復(fù)配緩蝕劑各組分間具有良好的緩蝕協(xié)同效應(yīng),其緩蝕率隨著緩蝕劑濃度的增大而增大,當緩蝕劑添加濃度為1%時,緩蝕劑的緩蝕效率可以達到90%以上。極化曲線結(jié)果說明了該三元緩蝕劑屬于典型的陽極型緩蝕劑,XPS測試結(jié)果表明三元緩蝕劑各組分均參與緩蝕劑吸附膜的形成過程,SEM、AFM證實了在金屬基體表面形成了一層致密的緩蝕劑吸附膜。
【關(guān)鍵詞】：氯化鈣壓井液 腐蝕規(guī)律 緩蝕劑 硫脲基咪唑啉 緩蝕機理
【學位授予單位】：北京化工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE983;TG174.42
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 緒論13-25
• 1.1 前言13
• 1.2 壓井液的分類及發(fā)展13-14
• 1.3 壓井液腐蝕14-16
• 1.4 腐蝕防護的方法16-17
• 1.5 緩蝕劑的分類17-18
• 1.6 壓井液緩蝕劑研究概述18-21
• 1.7 緩蝕劑的研究方法21-22
• 1.8 本文研究的意義及內(nèi)容22-25
• 第二章 實驗部分25-29
• 2.1 主要實驗藥品及儀器25-26
• 2.2 實驗方法26-29
• 第三章 N80鋼在氯化鈣壓井液中的腐蝕規(guī)律研究29-41
• 3.1 壓井液的密度29
• 3.2 N80鋼的失重實驗結(jié)果29-31
• 3.3 動電位極化曲線31-34
• 3.4 交流阻抗結(jié)果34-37
• 3.5 掃描電鏡測試結(jié)果37-39
• 3.6 XRD測試結(jié)果39
• 3.7 腐蝕機理研究39-40
• 3.8 本章小結(jié)40-41
• 第四章 硫脲基咪唑啉緩蝕劑的緩蝕性能及機理研究41-59
• 4.1 靜態(tài)失重實驗結(jié)果41
• 4.2 動電位極化曲線41-43
• 4.3 交流阻抗結(jié)果43-48
• 4.4 XPS測試結(jié)果48-52
• 4.5 傅里葉紅外光譜測試結(jié)果52-54
• 4.6 掃描電鏡測試結(jié)果54-55
• 4.7 原子力顯微鏡測試結(jié)果55-56
• 4.8 硫脲基咪唑啉緩蝕劑緩蝕機理研究56-57
• 4.9 本章小結(jié)57-59
• 第五章 三元復(fù)配緩蝕劑緩蝕性能及機理研究59-83
• 5.1 靜態(tài)失重實驗結(jié)果59-60
• 5.2 動電位極化曲線60-62
• 5.3 交流阻抗測試結(jié)果62-66
• 5.4 XPS測試結(jié)果66-77
• 5.5 掃描電鏡測試結(jié)果77-78
• 5.6 原子力顯微鏡測試結(jié)果78-80
• 5.7 三元復(fù)配緩蝕劑的緩蝕機理80-81
• 5.8 本章小結(jié)81-83
• 第六章 總結(jié)論83-85
• 參考文獻85-89
• 致謝89-91
• 導(dǎo)師及作者簡介91-93
• 附件93-94

【參考文獻】

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本文編號：674880