1、抑制劑濃度對抑制劑擴散規(guī)律的影響摘 要在石油生產過程中，由于二氧化碳的存在，會對我們的生產設備產生一定的腐蝕，導致我們的設備快速老化，縮短使用壽命。我們使用緩蝕劑來減少緩蝕劑，從而相對“延長”設備的使用壽命。抑制劑的作用，有很多相關因素。如產液率、緩釋劑濃度、油頂高度、含油量等諸多因素。通過流體流動模擬井下生產過程，主要任務是研究不同情況下緩蝕劑濃度、不同緩蝕劑結果及效果，同時我們還做了含油量對其功能的影響，最后我們得出結論，在同一口井里。緩釋劑，濃度比較高，抑制效果好，越高越好。因為石油的生產主要是在動態(tài)條件下，意志的成功與否是我們在最后一步的生產水平，將大大減少對設備的損壞，為油田提供參考

2、方法，在一定程度上加注并能緩蝕劑投加和投加周期。關鍵詞：緩蝕劑； _液體產率；抑制劑作用的動態(tài)條件；緩蝕劑的作用目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26192 第1章引言 PAGEREF _Toc26192 1 HYPERLINK l _Toc29247 第二章腐蝕和緩蝕劑的基本理論知識 PAGEREF _Toc29247 3 HYPERLINK l _Toc6233 2.1腐蝕的概念及分類 PAGEREF _Toc6233 3 HYPERLINK l _Toc13318 CO2腐蝕 PAGEREF _Toc13318 概述3 HYPERLINK l _Toc133

3、12 2.2.1 CO2腐蝕定義 PAGEREF _Toc13312 3 HYPERLINK l _Toc1088 2.2.2 CO腐蝕機理 PAGEREF _Toc1088 4 HYPERLINK l _Toc1893 2.2.3 CO2腐蝕影響因素 PAGEREF _Toc1893 5 HYPERLINK l _Toc13559 2.3緩蝕劑概述 PAGEREF _Toc13559 6 HYPERLINK l _Toc3885 2.3.1緩蝕劑的定義 PAGEREF _Toc3885 6 HYPERLINK l _Toc32760 2.3.2緩蝕劑的分類 PAGEREF _Toc32760

4、 6 HYPERLINK l _Toc30405 2.3.3 CO 2 緩蝕劑的作用機理 PAGEREF _Toc30405 7 HYPERLINK l _Toc8322 2.3 . 4CO 2緩釋緩釋 PAGEREF _Toc8322 影響因素8 HYPERLINK l _Toc31694 研究現狀9 PAGEREF _Toc31694 HYPERLINK l _Toc6030 2.5本課題研究內容及目的 PAGEREF _Toc6030 9 HYPERLINK l _Toc21971 第 3 章 實驗裝置和實驗程序 PAGEREF _Toc21971 11 HYPERLINK l _Toc

5、22311 3.1測試主設備 PAGEREF _Toc22311 11 HYPERLINK l _Toc3250 3.2實驗主要過程及參數調整 PAGEREF _Toc3250 12 HYPERLINK l _Toc13738 3.3測試方案 PAGEREF _Toc13738 12 HYPERLINK l _Toc15209 3.3.1 緩釋劑濃度對緩蝕劑 PAGEREF _Toc15209 12擴散規(guī)律的影響 HYPERLINK l _Toc20457 3.3.3 油蓋高度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響 PAGEREF _Toc20457 13 HYPERLINK l _Toc27167 第四章結

6、果分析與 PAGEREF _Toc27167 討論14 HYPERLINK l _Toc31111 4.1投加濃度對緩蝕劑擴散規(guī)律的 PAGEREF _Toc31111 影響14 HYPERLINK l _Toc16804 4.1.1實驗 PAGEREF _Toc16804 條件14 HYPERLINK l _Toc5378 4.1.2 測試數據及 PAGEREF _Toc5378 處理14 HYPERLINK l _Toc11194 4.2油蓋高度對緩蝕劑擴散規(guī)律的 PAGEREF _Toc11194 影響19 HYPERLINK l _Toc14666 4.2.1測試 PAGEREF _T

7、oc14666 方法19 HYPERLINK l _Toc20199 4.2.2測試數據及 PAGEREF _Toc20199 處理19 HYPERLINK l _Toc30933 第5章結 PAGEREF _Toc30933 21 HYPERLINK l _Toc2470 至 PAGEREF _Toc2470 22 HYPERLINK l _Toc32402 參考文獻 PAGEREF _Toc32402 23 HYPERLINK l _Toc28707 附錄 PAGEREF _Toc28707 25 HYPERLINK l _Toc5924 附錄 A 術語和縮略語 PAGEREF _Toc5

8、924 25第一章簡介由于二氧化碳腐蝕發(fā)生在采油過程中，我們一方面對如何減緩二氧化碳腐蝕做了大量的研究，而如何最大限度地發(fā)揮緩蝕劑的作用是我們研究的主要目的。本課題的主要目的是探討緩蝕劑濃度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響。在我們的生產中，部分生產主要采用注采法采油。也就是說，在采油的時候，我們會往井里注入大量的混合液，因為有的具有比較高的粘度和流動性。性能也會變差，所以我們會在一些裂縫中注入大量的混合溶液作為驅油劑來驅油。我們利用這些混合液將粘度高、流動性差的油驅至井口，這樣就可以用油泵將油慢慢抽出。在我們的日常生產中，這種方法非常常用。原因是石油開采分為三個階段。第一階段是由于地下壓力的作用，油會自

9、動噴出，因為有足夠的壓力，可以直接采油而不需要采取一些人為措施，但是相對而言，這第一次采油的相對含量非常小。如果我們已經檢測為完全100%，我們在第一次采油時只會得到15個點，剩下的85個點還在井下，所以這個時候，我們將使用第二次采油，當石油在油層中，當噴出一定量的油時，由于油層壓力消失，自動噴出會停止，但此時油層中仍有大量未開采的油。油機被拉出。但由于石油分布在巖層和礫石之間，必須先將石油驅至抽油機的抽油井口。我們可以通過向油層中注入大量的水或非混相注氣來補充油層的能量，從而推動油層向油井口緩慢移動，然后通過井口泵出。油泵。這次我們得到的比第一次多了很多，可以達到40分。這是第三次采油，其中

10、一半的油留在井中。這是我們石油開采過程中最重要的一步。注入大量混合液，促進油液運動，將其推至吸油口，通過油泵將油液抽出。在這種混合液中，往往存在大量的CO 2氣體，會引起CO 2腐蝕問題，從而導致石油設備的損失。因此，我們開展了這樣一個項目來研究這樣一個項目。在生產中，向井中注入大量混合液是目前我們常用的減緩腐蝕最實用的方法。然而，緩蝕劑的用量和投加周期，以及其他方面的各種成本，已成為石油生產中的一大難題。有時過量注入緩蝕劑是一個很大的損失，也是石油生產的一個障礙，造成很多不必要的損失。但是，如果用量太少，對油井管道的腐蝕就更為緊迫，也會造成很大的損失。因此，我們開展了這樣一個研究項目。而且在

11、過去的研究中，很多科學家都是用靜態(tài)或者低流量的狀態(tài)，但是我們的生產大部分是動態(tài)的，所以我們面臨一個問題，研究的理論是一方面，但是對于實際的生產是行不通的.因此，這次我們大膽采用動態(tài)測量的方法，增加流量來模擬實際生產中的采油過程。這個研究結果對我們實際生產的影響是不言而喻的，所以有這個時間。研究和主題。第二章腐蝕和緩蝕劑的基本理論知識2.1腐蝕的概念及分類腐蝕是金屬材料與環(huán)境發(fā)生反應而引起的材料失效過程。這個過程主要是金屬與介質之間的電化學、化學或物理作用，使金屬由穩(wěn)定狀態(tài)轉變?yōu)楸谎趸牟环€(wěn)定狀態(tài)。金屬材料的力學性能會因這些反應的發(fā)生而顯著降低，如強度降低、塑性減弱等。更重要的是，還會破壞金屬的

12、幾何結構，造成病變，嚴重影響我們生活中使用的設備的使用壽命。有時候更嚴重的事件，比如火災，會因為材料的腐蝕問題，導致裸線漏電，導致火災，這種情況很有可能發(fā)生，對我們的日常生活是很大的威脅。在我們的研究中，我們一般按照以下幾個方面對腐蝕進行分類。一、按腐蝕機理，腐蝕可分為電化學腐蝕、物理腐蝕和化學腐蝕；其次，根據腐蝕環(huán)境，腐蝕可分為自然環(huán)境腐蝕和工業(yè)介質腐蝕；最后，根據腐蝕損傷的形式腐蝕可分為全面腐蝕、局部腐蝕和應力腐蝕1-2 。2.2 CO2腐蝕概述CO腐蝕的定義CO 2腐蝕是我們采油工業(yè)中非常普遍的腐蝕現象。據史料記載，這種現象最早于1924年在美國被發(fā)現。一般認為，在相同的pH值下，CO

13、2水溶液在某些情況下比鹽酸水溶液的腐蝕性大得多。我國最早關于CO2腐蝕性的研究報告最早是在1940年以后提出的。1972年以來，由于深層含大量CO 2 氣藏的開發(fā)，提高采收率的方法通過注入CO 2 氣體在三次采油量中得到廣泛應用。此后，人們逐漸將CO2的腐蝕性納入重點研究對象名單，人們也開始大量研究CO2的腐蝕。美國國家腐蝕工程師協會（NACE）也成立了實時T-IC小組，對CO 2腐蝕及其防護措施進行研究。 CO 2溶于水后，在相同pH值下，其酸度高于鹽酸，因此對鋼的腐蝕比鹽酸嚴重得多。當油井中CO 2的分壓達到一定值時，很容易導致設備損壞和事故，給油氣行業(yè)帶來巨大的經濟損失。到目前為止，我們

14、還沒有很好地處理CO2 的腐蝕性。在許多油井中，CO 2的腐蝕性仍然相當嚴重。 1978年以前，中國8條埋地管道建設成功。到現在，大部分已進入老化期，漏油事件屢見不鮮。因此，CO 2腐蝕也成為石油工業(yè)生產中亟待解決的問題。需要解決的問題3-5 。2.2.2 CO腐蝕機理在CO 2腐蝕的環(huán)境中，鋼的腐蝕是一個非常復雜的現象，需要我們進行深入的研究和探索以作進一步的探討。事實上，我們提出了很多腐蝕機理，但每種機理的適用范圍都很小。有些要么未被廣泛認可，要么需要特定的實驗條件。一般來說，當CO 2溶于水時，會形成H 2 CO 3 。由于它不是強酸，因此不會完全分解。從我們的化學角度來看，它是一種非常

15、弱的酸：CO 2 +H 2 O CO 2 H 2 O=H 2 CO 3 H + +HCO 3 - (1)CO 2在鋼表面溶解的速率控制步驟（RDS）有很多，陰極反應的控制步驟可能如下6 ：申克：HCO 3 H + e =H ； 2H=H 2 ； 2 ）德達爾和米利亞斯H 2 CO 3 e =H HCO 3 RDS（3 ）HCO 3 H = H 2 CO 3 2H = H 2 4 _ _ _O ugndele和White：HCO 3 e =HCO 3 2 RDS （5）HCO 3 H e =H 2 CO 3 2 （6）然而， Ougndele的機理只適用于堿性條件，不適用于酸性條件。但德達爾和米

16、利亞斯的理論機制只是一個理論假設。 Crolet 等人最近提出的反應。 7可能是迄今為止最合適的機制。根據文獻7可知，鐵在CO 2腐蝕環(huán)境中的陽極溶解趨勢，在不同的pH值下，該過程的RDS會不一致。很容易得出結論，溶液中CO 2的濃度對我們的反應和腐蝕速率有很大的影響，與溶解的CO 2 擴散到鋼表面的速率有關，并且每種溶解物質都有對陰極反應影響很大8 。CO2腐蝕的影響因素影響CO 2 的腐蝕，但在常規(guī)CO 2分壓和無大量H 2 S的條件下影響其腐蝕的因素有：(1)介質中H 2 O含量對CO 2腐蝕的影響無論是氣相還是液相，水對樣品表面的潤濕作用一般是導致最終腐蝕的主要原因和因素。 CO 2

17、腐蝕。一般我們會得出一個結論： CO 2的腐蝕速率會隨著樣品表面含水量的增加而增加。一般來說，也會有一個最大的增加峰，即當水分含量達到45%時，CO 2 的腐蝕性會增加到最大幅度。我公司油泵抽出的油水混合介質在注采井中會慢慢形成乳狀液，因此有學者得出結論，形成一個判據，以含水量30%作為是否發(fā)生CO 2腐蝕一種理論行為標準。當然，這也有一定的條件，與油的成分有關。 9(2)、 CO 2分壓和系統總壓力對腐蝕的影響當CO 2分壓低于0.048MPa時，容易發(fā)生CO 2的均勻腐蝕；當CO 2分壓為0.048-0.21 MPa時，此時會出現腐蝕程度中等的小孔腐蝕現象；當CO 2分壓大于0.2 1 M

18、Pa時，此時會發(fā)生非常嚴重的局部腐蝕，是最劇烈的。(3)溫度對CO 2腐蝕的影響一般在生活中。由于溫度的不斷變化，發(fā)生的反應是不同的。因此，我們一般將溫度對鐵的影響分為四個階段：T40 時，反應產物多為FeCO 3 ，其性能特點是柔軟不粘連，表面光滑，以均勻腐蝕為主；當溫度在60-110 范圍內時，會形成腐蝕產物膜，具有一定的保護作用，可以防止進一步腐蝕。這個溫度范圍內的局部腐蝕比較嚴重；當溫度在110 左右時，均勻腐蝕速率在該溫度范圍內最高，局部腐蝕也相當嚴重，產生一系列深坑結構。腐蝕產物一般為FeCO 3粗晶。形態(tài)特征粗而松散；當溫度在150以上時，此時會迅速形成結構精細、致密、附著力強的

19、Fe 2 CO 3和Fe 3 O 4 薄膜。該膜具有很強的防止進一步腐蝕的作用。 ，這將導致在此溫度后腐蝕速率大大降低。不同的鋼種和環(huán)境介質參數也會對腐蝕溫度規(guī)律產生非常大的影響，所以需要具體問題具體分析。 10( 4 )溶液成分對CO 2腐蝕的影響油田水成分復雜，含有多種離子（Ca + 、Mg + 、HCO 3 - 、Cl -等）和O 2 、H 2等氣體。 S、CO 2等，溶液組成和含量對CO2腐蝕影響很大。( 5 )流速對CO 2腐蝕的影響注采井作業(yè)過程中，流速對CO 2流體的流動狀態(tài)有影響。2.3緩蝕劑概述2.3.1緩蝕劑的定義緩蝕劑是在環(huán)境（介質）中以適當的濃度和形態(tài)存在時 HYPER

20、LINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/22764.htm ，能夠防止或減緩材料腐蝕的化學物質或化合物，因此緩蝕劑也可以稱為緩蝕劑。腐蝕介質中加入緩蝕劑的量很小，一般為0.1%-1% 。由于具有成本低、操作簡單、見效快、能保護整體設備、適合長期保護等特點，添加緩蝕劑是一種有效的防腐蝕措施，也是對油品的最佳防腐蝕措施之一。和氣場設備保護。 11緩蝕劑用于中性介質（ HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/71206.htm 鍋爐水、循環(huán)冷卻水）、酸性介質（鍋爐除垢用鹽酸、電鍍

21、前鍍件除銹用 HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/57905.htm 酸浸液）和氣態(tài)介質（ HYPERLINK %20%20%20%20:/baike.baidu%20%20%20%20/view/3841293.htm 氣相緩蝕劑） .2.3.2緩蝕劑的分類_目前，我國常用的緩蝕劑可分為成膜型緩蝕劑和吸附型緩蝕劑。成膜緩蝕劑主要是鉻酸鹽、亞硝酸鹽等無機物，用于中型介質。性能好，目前還沒有更好的產品可以替代；但這些緩蝕劑往往大量使用，不可行，當緩蝕劑用量不足時，會導致嚴重的局部腐蝕。更嚴重的是有毒，污染環(huán)境；因此，在人們越來

22、越關注環(huán)境問題的今天，成膜緩蝕劑的應用越來越有限，對其的研究也越來越少。吸附型緩蝕劑國外應用廣泛，如鏈狀有機胺及其衍生物、咪唑啉及其鹽或咪唑啉衍生物、季銨鹽、松香胺衍生物等；其他有機化合物（磺酸鹽、亞胺、乙酸衍生物和炔醇）。并且有機胺、有機胺鹽、咪唑啉衍生物和季銨鹽通常被認為是優(yōu)選的緩蝕劑。 12目前我國緩蝕劑品種繁多，適用環(huán)境也各不相同。其中，適用于油氣井的CO 2 緩蝕劑有中國石油天然氣研究院研制的CT2-1 （油溶性，抑制H 2 S、CO 2 、Cl - ）、 CT2-4 （水溶性）西南油氣田分公司。性質）、 CT2-14 （適用于產水量大的井）、 CT2-15（油溶于水的分散性）；省石

23、油化工腐蝕與防護技術研究院研制的AH-304油田酸化緩蝕劑， SD-815油田注水緩蝕劑；中國石油天然氣集團公司石油管道研究所研制的TG100 、 TG300抗CO 2 腐蝕注水緩蝕劑。 12 一些緩蝕劑對金屬表面的殘留效應有很大的實用性。在一些油水兩相溶液中，一些緩蝕劑能很好地溶解在有機相中；金屬的保護作用降低。在選擇合適的抑制劑濃度時應考慮到這種情況。2.3.3 CO 2 緩蝕劑的作用機理在日常生活中，緩釋處理主要是在水溶液中進行，而這種情況下，我們大部分使用的是吸附式緩蝕劑，所以這里我們主要分析一下吸附膜緩蝕劑的作用機理。其作用機理主要是形成緩蝕膜，緩蝕劑分子可分為極性基團和非極性基團。

24、當兩者同時作用時，會形成緩蝕膜，從而延緩腐蝕。薄膜的形成可描述為：當抑制劑分子末端帶有極性基團的末端慢慢附著在金屬表面時，其另一個非極性基團將由于分子間相互作用而形成。力的作用慢慢結合，形成像織網一樣的大緩蝕膜，起到緩蝕作用。緩慢提高腐蝕反應的活化能，可以在一定程度上減緩腐蝕速率；另一方面，非極性基團的隔離作用從根本上將金屬表面與腐蝕介質隔離開來，也就是說，這種從根部直接中斷反應的電子轉移，就不能再內容了。繼續(xù)，如果不能轉移，反應就不能進行，也就不會發(fā)生腐蝕，從而達到緩蝕的效果。在這里，我們要提一下物理吸附的概念。如果說緩蝕劑分子在金屬表面的粘附和吸附，他的動力來自于緩蝕劑離子與金屬表面上許多

25、帶電粒子之間的分子間作用力。就兩個帶電粒子之間的靜電力而言，我們把這種吸附方法稱為物理吸附。這種物理吸附有很多特點：速度快，可逆，吸附所需的能量很小，溫度的影響也很小，基本不隨溫度變化而變化。金屬與緩釋劑之間沒有特定的組合，即可以隨意組合。例如，在有機胺化合物的酸性介質中，氮原子接受質子轉化為烷基胺陽離子，被金屬表面帶負電的部分吸引，形成單分子吸附層，是一種典型的物理吸附層。吸附12 。2.3 . 4CO 2緩釋劑緩釋效果影響因素在生產中，影響緩蝕劑效果的因素有很多，既有現有的，也有外在的。在結構、分子大小、自身性能等方面存在一些緩蝕劑；還有更多外部的，我們稍后會提到。許多腐蝕抑制劑是特定的，

26、只對某些金屬起作用。此外，緩蝕劑濃度、溫度、水流量、材料表面狀態(tài)以及緩蝕劑之間的協同作用都會或多或少地影響緩蝕劑的緩蝕效率。本專題主要討論緩蝕劑濃度對緩蝕劑效果的影響，所以這里只討論這一點。下面我們可以將影響結果大致分為三類：(1)緩蝕劑濃度越高，緩蝕效果越好，且成正比。大量用于低酸中性介質的有機或無機緩蝕劑屬于這一類。在這種情況下，我們會考慮一種中間方法，即抑制劑效果最好，并且以雙贏的方式消耗最少的錢。(2)在一定濃度下，緩蝕劑效率最高。此時應按此公式合理添加濃度，否則事半功倍。添加的越多，效果就越差。比如20mg/L的二甘醇硫化物這種緩蝕劑，就有具體的情況。只有鋼在150mg/L鹽酸中的緩

27、蝕效率才能達到最大值。(3)緩蝕劑濃度不足時，會發(fā)生腐蝕增強和點腐蝕。在這種情況下，需要時刻保持緩蝕劑的濃度，適時適量添加，以達到最佳緩蝕效果。溫度對緩蝕劑效率的影響是一個非常綜合的過程，非常復雜。不同溫度對最終緩蝕效果有很大差異。有時緩釋效率會隨著溫度的升高而緩慢增加；相反，有時隨著溫度的降低，緩蝕劑的緩蝕效率會更好；有時在一定溫度下緩蝕效率不會受到影響，但一旦超過一定的變化值，緩蝕效率就會突然下降。流速對緩蝕效率的影響也很大。一般有以下三種情況：(1)當流量增加時，緩蝕效率降低，甚至緩蝕劑反而變成了緩蝕促進劑。(2)流速越快，緩蝕效率越高。這主要是因為流速可以幫助緩蝕劑加速擴散，使其迅速到

28、達金屬表面并使其發(fā)揮作用。(3)在不同濃度下，流速對緩蝕效率有復雜的變化。這種情況比較復雜。緩蝕劑通過吸附在材料表面起作用，因此材料的表面狀態(tài)對緩蝕效率有很大影響。金屬材料的純度和表面狀態(tài)會影響緩蝕效率。 13-142.4 國外研究現狀CO2腐蝕被認為是油氣開發(fā)中最重要的腐蝕問題之一。尤其是近年來，我國多個大型油田相繼進入開采中后期，原油綜合含水量急劇上升，采出水鹽度也急劇上升，并伴有大量侵蝕性物質如CO 2 、Cl - 、少量溶解氧等。由于這些因素的影響及其相互作用，油氣生產系統腐蝕嚴重，油田安全生產受到嚴重威脅和損失。巨大的經濟損失。為了有效解決該體系的腐蝕問題，采用添加緩蝕劑的方法。國外

29、學者在這方面做了大量的研究。但目前的研究主要針對靜態(tài)、低流量（準靜態(tài)）和氣/液兩相形成的團狀流工況。為了提高油氣開采和運輸的效率，流量必然會增加。此時，油/氣/水的多相流將對注采設備造成很大的危害。在這種大流量情況下，目前還缺乏緩蝕理論和緩蝕劑合理使用的研究。 ，在靜態(tài)或準靜態(tài)（低速攪拌）條件下，基于實驗和理論開發(fā)篩選出來的緩蝕劑是否適用于高流速、多相流的工礦工況，尚需進一步研究證實。為了進一步研究緩蝕劑，有必要了解緩蝕劑在靜態(tài)條件下的性能。在實際生產中，緩蝕劑的擴散大多是在動態(tài)條件下進行的，而前人研究的結果大多是在靜態(tài)或準靜態(tài)條件下，所以只是理論上有用，但對實際生產的影響很小。為此，我們課題

30、組這次做了動態(tài)條件下各種因素對緩蝕劑擴散的影響。這也是我們實驗的一大特點，也是一個很大的突破點。2.5本研究的內容和目的由于CO2腐蝕的腐蝕性，油田生產安全受到嚴重威脅。為了有效解決這一系列腐蝕問題，常采用添加緩蝕劑的方法來減緩腐蝕的發(fā)生。國外學者在這方面做了很多研究，但成果并不多。迄今為止，無論在國內還是國外，研究基本上都是針對氣/液兩相形成的靜態(tài)、低流速（準靜態(tài)）和團狀流工況，但為了提高效率油氣開采和運輸過程中必然會增加流量。此時油/氣/水多相流將對注采設備造成極大危害。很多理論還處于研究階段，還沒有快速應用于實際生產。為了深入研究緩蝕劑在動態(tài)條件下的性能，有必要了解緩蝕劑在靜態(tài)條件下的性

31、能。 15-16在現在的實際生產中，向井下注入大量緩蝕劑是我們減緩井下油管腐蝕的主要方法，也是迄今為止最有效的方法。但現在，在向井下注入大量緩蝕劑之前，我們必須對緩蝕劑的種類和功能做出多種選擇，才能達到最佳效果。由于井下存在很多不穩(wěn)定因素，如液體流速、溫度、CO 2分壓、pH值等因素，這些因素都可能導致泵管破裂，有時會形成應力裂縫并造成瞬時破裂。大損失。目前，國外許多學者在該領域開展了長期、大量的研究工作，以制定實用的防止CO2腐蝕的方法，建立腐蝕速率預測模型。 17-18在CO 2腐蝕環(huán)境中常在表面形成以FeCO 3 、Fe 3 O 4和Fe 2 O 3為主的腐蝕膜。這種腐蝕膜的成分、結構和

32、形貌大多取決于環(huán)境條件和金屬材料的成分及其結構狀態(tài)。此外，金屬的腐蝕速率和腐蝕形態(tài)也與腐蝕產物的組成有關。馬利克等人。初步探討了緩蝕劑在腐蝕產物（FeCO 3 、Fe 3 O 4 ）膜上的吸附模型； S. Ramachandran 等人。研究了緩蝕劑對提高腐蝕產物膜抗剪應力的作用。由于腐蝕產物膜表面與碳鋼基材表面存在相當大的差異，隨著腐蝕的進行，最終會導致緩蝕劑的吸附行為發(fā)生一些意想不到的變化。因此，研究緩蝕劑在金屬基材和腐蝕產物膜上的吸附行為對于緩蝕劑的注入方式、注入量和注入周期具有重要的理論和實踐意義。 19本課題主要是通過線極化技術研究緩蝕劑在井筒上的擴散和粘附規(guī)律。根據井筒環(huán)境的不同，

33、分為環(huán)空區(qū)、油頂區(qū)和油氣水混合區(qū)三個區(qū)域。使用緩蝕劑擴散動態(tài)模擬裝置，考慮輸入方式、 CO 2氣體含量、流速、緩蝕劑添加量、產液量、采出液（采出水、油氣混合水、采出油）等影響因素等，進行緩蝕劑擴散和附著力試驗研究，闡明緩蝕劑在井筒中的擴散規(guī)律，為緩蝕劑注入方式、投加量和注入周期提供參考編號。 19-20第三章實驗裝置和實驗程序3.1主要試驗裝置1、CST800E多道快速腐蝕測試儀2.自制井液流動模擬裝置外殼外徑139.7mm，材質N80；油管外徑73mm，對中，材質為N80；實驗裝置的仿真動態(tài)圖如圖3-1所示。出液口線性極化探針取樣點進液口圖3- 1 仿真動態(tài)裝置示意圖3.2實驗主要過程及參數

34、調整1、產液速度由進液口流量計和出液口調節(jié)閥調節(jié)；2.緩蝕劑和原油從進料口加入，兩者的用量也需要控制；3 、通過檢測口檢測緩蝕劑的效果；4 、使用CST800E多通道快速腐蝕檢測樣品溶液的腐蝕速率；5 、 CO 2從進液口前端注入，進液盤管長度由實驗飽和時間和產液速度決定，使CO 2飽和；6、利用腐蝕速率的理論分析方法和試驗數據，推斷緩蝕劑擴散位置的濃度。3.3測試計劃3.3.1脫模劑濃度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響實驗條件：飽和CO 2 、常溫、水壓；工業(yè)速度：12.5L/min。實驗方法：(1)向模擬裝置內注水，通過進料口的閥門或出風口調節(jié)液位；逐漸增加并達到預定的產液速度，觀察調整液位，直至液

35、位穩(wěn)定；(2)從進料口泵入預定濃度的1L緩蝕劑，用CST800E多通道快速腐蝕測試儀通過4個檢測口檢測并記錄緩蝕效果和起效時間；( 3 )反復排氣、注水、清洗模擬裝置，重復上述步驟，進行下一次產液率的測試；( 4 )產液速度12.5 L/min，緩蝕劑用量1L，緩蝕劑濃度分別為1:3原液、750 ppm、550 ppm、250 ppm 。( 5 ) 1L緩蝕劑的灌注時間約為10s。考慮到采樣耗時，采樣時間設置為灌注后0.5min、1min和2min。( 6 )液柱高度對應的檢測口分別為0.5 m、1.0 m、1.5 m和2.0 m。3.3.3油蓋高度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響在常溫、常壓、飽和CO

36、 2 等靜態(tài)條件下，研究了油蓋對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響。實驗條件：投加濃度750ppm，投加量1L，乳化機型號為OP-10。實驗方法：實驗采用線極化技術，在自制的井下流體流動模擬裝置上進行。在套管下端加水，上端加油。然后加入不同濃度的緩蝕劑（從原液開始，逐漸降低濃度，如果緩蝕劑原液能通過油蓋，實驗只用這個濃度），記錄緩蝕作用時間油蓋下方的檢測口。 、分析緩蝕劑是否通過油帽（油帽厚度1-2.5米，分別取4個值（1m、1.5m、2m、2.5m），在四個檢測口上方，便于檢測) , 從而確定緩蝕劑在油蓋中的擴散規(guī)律和投加濃度。然后通過計時器記錄緩蝕劑通過每個測試端口的時間。第四章結果分析與討論4.1投加

37、濃度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響4.1.1實驗條件飽和CO 2 、常溫、水壓；工業(yè)速度：12.5L/min。實驗方法：(1)向模擬裝置內注水，通過進料口的閥門或出風口調節(jié)液位；逐漸增加并達到預定的產液速度，觀察調整液位，直至液位穩(wěn)定；(2)從進料口泵入預定濃度的1L緩蝕劑，用CST800E多通道快速腐蝕測試儀通過4個檢測口檢測并記錄緩蝕效果和起效時間；( 3 )反復排氣、注水、清洗模擬裝置，重復上述步驟，進行下一次產液率的測試；( 4 )產液速度12.5 L/min，緩蝕劑用量1L，緩蝕劑濃度分別為1:3原液、750 ppm、550 ppm、250 ppm 。( 5 ) 1L緩蝕劑的灌注時間約為10

38、s?？紤]到采樣耗時，采樣時間設置為灌注后0.5min、1min和2min。(6)液柱高度對應的檢測口分別為0.5 m、1.0 m、1.5 m和2.0 m。4.1.2測試數據及處理表4-1 1 ：3 涂料溶液的緩蝕率（%）至頂液面距離/m采樣時間/分鐘0.51.01.52.00.571.073.063.964.01.071.680.864.463.32.044.262.466.846.8圖4-1 1 : 3 原液緩蝕率分布變化從這張圖可以看出：在這個濃度下，我們可以很明顯的看到一個趨勢，緩蝕劑的效果非常明顯。以一米的距離，緩蝕劑作用一分鐘。當達到最大時，由于緩蝕劑的作用需要一定的預成膜時間，在成

39、膜之前緩蝕劑的作用并不是最大的，所以會出現如圖所示。曲線。表4 - 2 750 ppm 腐蝕抑制 (%)至頂液面距離/m采樣時間/分鐘0.51.01.52.00.559.459.247.440.41.045.244.339.134.62.051.139.644.532.4圖 4-2 750 ppm 時緩蝕分布的變化從這張圖可以看出：在這張圖中，可以看出一個很大的趨勢，隨著距離越來越遠，緩蝕劑的緩蝕效果普遍下降。在12.5 L/min的產液速度下，由于其自身濃度也很低，隨著向下擴散，會導致其濃度越來越低，所以大致可以知道這樣一個結論：緩釋效果隨著濃度的降低，藥劑變得更糟。表4 - 3 550 p

40、pm 時的腐蝕抑制 (%)至頂液面距離/m采樣時間/分鐘0.51.01.52.00.560.549.261.50.11.035.433.827.4-21.7*2.024.84.242.012.1注：*數據不合理。圖4-3 550 ppm 時緩蝕分布的變化從這張圖可以看出：我們設定當緩釋率低于30%時，可以認為緩蝕劑不起作用。在這張圖中，一分鐘多兩分鐘可以認為緩蝕劑作用不大，基本可以認為沒有作用。還可以得出，濃度越小，效果越差，對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響越小。表4 - 4 250 ppm 時的腐蝕抑制 (%)至頂液面距離/m采樣時間/分鐘0.51.01.52.00.551.231.643.135.4

41、1.058.737.429.90.92.040.343.424.23.9圖4 - 4 250 ppm 時緩蝕分布的變化從這張圖中可以看出，這是相當明顯的，隨著時間和擴散距離的增加。緩蝕劑的效果正在顯著下降。從側面也可以看出，緩蝕劑濃度的降低會直接導致緩蝕劑擴散速率的降低。圖4-5不同注液濃度0.5 min緩蝕率分布從圖4-2到圖4-5可以看出，緩蝕劑的緩蝕率隨著取樣時間的延長和擴散距離的增加基本呈下降趨勢，但規(guī)律不明顯.緩蝕劑濃度越低，緩蝕作用持續(xù)時間越短。當添加的緩蝕劑濃度低于750ppm時，在12.5L/min的流速下，緩蝕效果持續(xù)約2分鐘幾乎消失；緩蝕劑濃度越低，在一定擴散距離處擴散效果

42、越不明顯。這與 Fick 的擴散定律是一致的。由圖4-6可知，當緩蝕劑濃度較高時，緩蝕劑分布比較平滑，說明環(huán)境中的濃度梯度比較平緩，器件內的擴散比較充分。緩蝕劑的擴散。因此，現場注入時選用的緩蝕劑濃度越高，緩蝕效果越好。4.2油蓋高度對緩蝕劑擴散規(guī)律的影響在常溫、常壓、飽和CO 2 等靜態(tài)條件下，研究了750 ppm緩蝕劑濃度在油蓋中的擴散規(guī)律。4.2.1測試方法實驗采用線極化技術，在自制的井下流體流動模擬裝置上進行。在套管下端加水，上端加油。然后加入不同濃度的緩蝕劑（從原液開始，逐漸降低濃度，如果緩蝕劑原液能通過油蓋，實驗只用這個濃度），記錄緩蝕作用時間油蓋下方的檢測口。 、分析緩蝕劑是否通

43、過油帽（油帽厚度1-2.5米，分別取4個值（1m、1.5m、2m、2.5m），在四個檢測口上方，便于檢測) , 從而確定緩蝕劑在油蓋中的擴散規(guī)律和投加濃度。然后通過計時器記錄緩蝕劑通過每個測試端口的時間。4.2.2測試數據及處理表4-5緩蝕劑有效時間油蓋高度/m緩蝕劑注入量：1L緩蝕劑注入量：3L0.545*121.080*二十二1.535312.04642注：*為4月19日降溫后測得的數據。圖4-7油蓋高度與緩蝕劑作用時間的關系由于原油較稠，緩蝕劑通過油蓋的速度很慢。從圖 5-6 可以看出，冷卻后的原油粘度增加后緩蝕劑的通過時間明顯增加，說明溫度的變化可以顯著影響原油的粘度對腐蝕速率的影響。抑制劑通過油蓋。因此，在實際井中添加緩蝕劑時，必須考慮季節(jié)溫差對緩蝕劑通過油蓋速率的影響。由圖4-7可知，緩蝕劑通過油蓋的時間與油蓋高度基本呈線性關系，y= 0.3x+0.05，y為通過油蓋的時間，單位為h ; x 為油蓋高度，m?？赡苁且驗榫徫g劑不溶于原油，只能在重力作用下通過油蓋。另外，增加緩蝕劑的添加量可以減少緩蝕劑通過油蓋的時間，但效果并不顯著。第五章結論1 、高濃度注入液有利于緩蝕劑的擴散。因此，現場注入時選用的緩蝕劑濃度越高，緩蝕效果越好。2、由于油的粘度受溫度影響很大，這也直接導致緩蝕劑在油蓋中的擴散規(guī)律也受溫度的影響很大。這也是