本文關鍵詞：油田用復合緩蝕阻垢劑的制備及其性能研究

  更多相關文章： 油田 結(jié)垢 腐蝕 阻垢劑 緩蝕劑 緩蝕阻垢劑 協(xié)同改性 KI

【摘要】：在油田的生產(chǎn)過程中,存在嚴重的腐蝕和結(jié)垢現(xiàn)象,給油田的開采帶來了嚴重的損失。油田生產(chǎn)中常見的腐蝕類型有CO2腐蝕、H2S腐蝕、垢下腐蝕等；結(jié)垢類型主要有CaCO3垢、CaSO4垢及BaSO4垢。鑒于此,本文研發(fā)了針對CaCO3垢、CaSO4垢具有較好阻垢性能的高效復合阻垢劑,針對CO2和H2S共同腐蝕條件下具有優(yōu)異緩蝕性能的高效復合緩蝕劑,及性能優(yōu)良的復合緩蝕阻垢劑。1.將氨基三亞甲基膦酸(ATMP)、聚環(huán)氧琥珀酸(PESA)及乙二胺四甲叉膦酸鈉(EDTMPS)作為復合阻垢劑的待選藥劑,進行兩兩復配,采用靜態(tài)阻垢法分別測定單組份及復合配方對CaCO3垢及CaSO4垢的阻垢性能。實驗結(jié)果表明：對于CaCO3垢,ATMP與PESA在任意比例下進行復配都存在協(xié)同效應;EDTMPS與ATMP沒有任何協(xié)同效應；PESA和EDTMPS在二者之比為5：1(PESA:EDTMPS)時存在協(xié)同效應。對于CaSO4垢,PESA與ATMP或者EDTMPS以任意比例進行復配,形成的復合阻垢劑阻垢率都大于單-組分的阻垢率,存在明顯的協(xié)同效應；ATMP與EDTMPS之間沒有協(xié)同效應。然后優(yōu)選出阻垢性能最好的兩種復合阻垢劑A2P (ATMP:PESA=2:1)與P5E (PESA:EDTMPS=5:1)。采用XRD、SEM方法對單組份及篩選出的A2P與P5E的阻垢機理進行研究。2.采用靜態(tài)掛片失重法測定三乙醇胺、乙二胺四甲叉膦酸鈉、兩性咪唑啉三種緩蝕劑的緩蝕性能,篩選出緩蝕效果較好的兩性咪唑啉作為復合緩蝕劑的主緩蝕劑。對兩性咪唑啉進行復配增效實驗,采用3D激光共聚焦顯微鏡對腐蝕過后的鋼片表面形貌進行觀察,采用EDS及SEM對鋼片表面上形成的腐蝕產(chǎn)物膜進行表征。實驗表明,當加入增效劑KI時,兩者在加入比為5：1時(M5K),緩蝕效果最好,緩蝕率較單獨加入兩性咪唑啉提高7%,腐蝕速率降低0.0105mm·a-1;當兩性咪唑啉與硫脲以10：1的比例進行復配時(M10S),緩蝕率提高5.8%,腐蝕速率降低0.0114mm·a-1,此時的緩蝕效果略低于M5K。3.將A2P與M5K進行復配,采用靜態(tài)阻垢法分別測定不同配方對CaCO3垢及CaSO4垢的阻垢性能,利用XRD、SEM對生成的垢樣進行表征；采用靜態(tài)掛片失重法測定不同配方的緩蝕性能,利用3D激光共聚焦顯微鏡觀察去除腐蝕物的鋼片表面形貌,并且用EDS及SEM表征鋼片腐蝕過后表面上形成的腐蝕產(chǎn)物膜。實驗結(jié)果表明：當復合緩蝕阻垢劑配方中A2P與M5K的比例為1：1時((A2P)(M5K))為緩蝕阻垢劑的最佳配方,(A2P)(M5K)對CaCO3垢的阻垢率為90.4%,對CaSO4垢的阻垢率為96.4%,腐蝕速率為0.0253mm·a-1,緩蝕率為81.7%,阻垢性能和緩蝕性能都能達到Q/SY 126-2007《油田水處理用緩蝕阻垢劑技術(shù)要求》的行業(yè)標準要求。阻垢機理主要可能為螯合增溶效應和晶格畸變作用：緩蝕機理主要表現(xiàn)為成膜機理。本文采用靜態(tài)阻垢法、靜態(tài)掛片失重法研究了阻垢劑之間、緩蝕劑之間、阻垢劑與緩蝕劑之間的協(xié)同效應,篩選出了A2P、M5K與(A2P)(M5K)三種化學助劑,發(fā)現(xiàn)在本實驗條件下,A2P的阻垢性能優(yōu)于單一組分的阻垢性能,M5K的緩蝕性能較單一兩性咪唑啉的緩蝕性能有很大提高,(A2P)(M5K)同時具備良好的阻垢效果和緩蝕效果。
【關鍵詞】：油田 結(jié)垢 腐蝕 阻垢劑 緩蝕劑 緩蝕阻垢劑 協(xié)同改性 KI
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE39
【目錄】：

• 摘要2-4
• Abstract4-9
• 1 前言9-22
• 1.1 油田生產(chǎn)過程中結(jié)垢和腐蝕現(xiàn)象9-12
• 1.1.1 結(jié)垢9-10
• 1.1.2 腐蝕10-12
• 1.2 油田用阻垢劑的研究進展12-16
• 1.2.1 油田用阻垢劑及其分類12-14
• 1.2.2 油田用阻垢劑作用機理14-15
• 1.2.3 油田用阻垢劑的評價方法15-16
• 1.3 油田用緩蝕劑的研究進展16-19
• 1.3.1 油田用緩蝕劑及其分類16-17
• 1.3.2 油田用緩蝕劑作用機理17-18
• 1.3.3 油田用緩蝕劑的評價方法18-19
• 1.4 油田用緩蝕阻垢劑研究進展19-20
• 1.5 本論文研究的主要內(nèi)容20-22
• 2 實驗部分22-26
• 2.1 實驗試劑與儀器22-23
• 2.2 評價方法23-25
• 2.2.1 CaCO_3垢的阻垢率測定23-24
• 2.2.2 CaSO_4垢的阻垢率測定24
• 2.2.3 緩蝕性能的測定24-25
• 2.3 垢樣和腐蝕試片的表征25-26
• 2.3.1 阻垢機理研究方法25
• 2.3.2 緩蝕機理研究方法25-26
• 3 復合阻垢劑及其性能26-40
• 3.1 阻垢劑對CaCO_3垢的阻垢性能研究26-33
• 3.1.1 單組份阻垢劑對CaCO_3垢的阻垢性能測定26-27
• 3.1.2 ATMP與PESA阻CaCO_3垢的協(xié)同效果27-28
• 3.1.3 ATMP與EDTMPS阻CaCO_3垢的協(xié)同效果28-29
• 3.1.4 PESA與EDTMPS阻CaCO_3垢的協(xié)同效果29-30
• 3.1.5 CaCO_3垢的X-射線衍射(XRD)分析30-31
• 3.1.6 CaCO_3垢的掃描電鏡(SEM)分析31-33
• 3.2 阻垢劑對CaSO_4垢的阻垢性能33-39
• 3.2.1 單一阻垢劑對CaSO_4垢的阻垢性能測定33-34
• 3.2.2 ATMP與PESA阻CaSO_4垢的協(xié)同效果34-35
• 3.2.3 ATMP與EDTMPS阻CaSO_4垢的協(xié)同效果35
• 3.2.4 PESA與EDTMPS阻CaSO_4垢的協(xié)同效果35-36
• 3.2.5 CaSO_4垢的X-射線衍射(XRD)分析36-37
• 3.2.6 CaSO_4垢的掃描電鏡(SEM)分析37-39
• 3.3 本章小結(jié)39-40
• 4 復合緩蝕劑及其性能40-53
• 4.1 單一緩蝕劑的緩蝕性能40
• 4.2 月桂酰兩性基二乙酸二鈉與KI的復配40-46
• 4.2.1 復配緩蝕劑的緩蝕性能40-41
• 4.2.2 鋼片3D測量激光共聚焦顯微鏡分析41-43
• 4.2.3 腐蝕產(chǎn)物膜X-射線色散能量譜(EDS)分析43-44
• 4.2.4 腐蝕產(chǎn)物膜SEM分析44-46
• 4.3 月桂酰兩性基二乙酸二鈉與硫脲的復配46-52
• 4.3.1 復配緩蝕劑的緩蝕性能46-47
• 4.3.2 3D測量激光共聚焦顯微鏡分析47-49
• 4.3.3 腐蝕產(chǎn)物膜EDS分析49-50
• 4.3.4 腐蝕產(chǎn)物膜SEM分析50-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 5 復合緩蝕阻垢劑及其性能53-64
• 5.1 復合緩蝕阻垢的阻垢性能研究53-59
• 5.1.1 復合緩蝕阻垢劑對CaCO_3及CaSO_4的阻垢性能53-54
• 5.1.2 CaCO_3垢的機理研究54-57
• 5.1.2.1 CaCO_3垢的X-射線衍射(XRD)分析54-55
• 5.1.2.2 CaCO_3垢的掃描電鏡(SEM)分析55-57
• 5.1.3 阻CaSO_4垢機理討論57-59
• 5.1.3.1 CaSO_4垢的X-射線衍射(XRD)分析57-58
• 5.1.3.2 CaSO_4垢的掃描電鏡(SEM)分析58-59
• 5.2 復合緩蝕阻垢劑的緩蝕性能研究59-63
• 5.2.1 復合緩蝕阻垢劑的緩蝕性能測定59-60
• 5.2.2 緩蝕機理討論60-63
• 5.2.2.1 鋼片3D測量激光共聚焦顯微鏡分析60-62
• 5.2.2.2 腐蝕產(chǎn)物膜SEM分析62-63
• 5.3 本章小結(jié)63-64
• 6 結(jié)論與展望64-66
• 6.1 結(jié)論64-65
• 6.2 展望65-66
• 參考文獻66-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及專利73-74
• 致謝74-75

【參考文獻】

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本文編號：1055405