《江汉油田采出水缓蚀阻垢剂的的合成与评价》-毕业设计（论文）.doc

lw lw 江汉油田采出水缓蚀阻垢剂的的合成与评价 前言 金属腐蚀就是金属表面与周围介质发生化学及电化学作用而遭受的破坏。它是金属或合金变成金属氧化物或盐类而失去原有的物理和机械性能。由于金属腐蚀而遭受的损失是非常严重的。据统计，全世界每年由于腐蚀而报废的金属设备和材料的量约为金属年产量的20％～30％。按作用的机理，腐蚀有电化学腐蚀、氧腐蚀、CO2腐蚀、H2S腐蚀、细菌腐蚀等。在各种腐蚀作用中又以电化学腐蚀情况最为严重，而氧腐蚀是最常见、最普遍也是最主要的一种腐蚀。钻具腐蚀是钻井工程中普遍存在的问题，随钻井向高速深井方向发展而日趋严重。钻井生产为适应各种钻井：工艺的需要，使用了低同相、无同相、盐水以及正电性钻井液体系，其中含有多种添加剂，在井下高温、高压作用下具有强烈的腐蚀性。我国石油钻井每钻进1m，就消耗3kg钻杆，其中由腐蚀而造成的损失占20％。我国钻井每年发生的事故60％源于腐蚀，处理这些事故的花费与直接损失相当严重。冈此研究钻井液对钻具的腐蚀和防腐是一项很有意义的工作。而油气井开采过程中，常常需要通过酸化提高采收率。但酸的注入可能造成油气井管材和井下金属设备的表面坑蚀氢脆和失重腐蚀，有时还可能导致井下管材突发性破裂事故，造成严重经济损失，同时被酸溶蚀的金属铁离子又可能对地层造成二次伤害，金属在酸性介质中的腐蚀破坏速率，远远超过在其它介质中的腐蚀破坏速率，因此必须向酸液中加入缓蚀剂以抑止和减缓缓速酸对金属的腐蚀速率。 缓蚀剂(Corrosion inhibitor)是添加到腐蚀介质中能作用于金属表面以阻止金属腐蚀或降低金属腐蚀速率的物质。一般来说，加入微量或少量这类化学物质就可使金属材料在该介质中的腐蚀速率明显降低，同时还能保持金属材料原来的物理机械性能不变。缓蚀剂技术由于具有良好的防腐蚀效果和较高的经济效益，已成为防腐蚀技术中应用最广泛的方法之一，它具有操作简单、见效快、适用性强、能保护整个系统等优点。因此，缓蚀剂广泛地应用于石油生产加工、化学清洗、大气环境、工业用水、机器、仪表制造等生产过程中，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防腐措施。我们往往只需在腐蚀性介质中加入少量的缓蚀剂(0.1～1％)就能大大减低金属的腐速。在石油化工、石油开采、锅炉用水或汽车发动机冷却水的防腐、酸浸等方面，都广泛使用着缓蚀剂。凡是腐蚀介质的量是有一定限度的，或缓蚀剂用量很少，价格便宜，都可以考虑采用添加缓蚀剂的办法进行金属防腐。在应用中研究适用于液相、气相缓蚀剂之后，发展具有气液相、气/液/固多相体系的缓蚀剂。故缓蚀剂研究正向高效、多功能、无公害的技术目标发展。 目前在国内外石油天然气田所使用的缓蚀剂主要有丙炔酮类，有机胺类，咪唑啉类，季铵盐等有机化合物，其中丙炔酮类和芳香胺类毒性较大，现场较多使用的油气田缓蚀剂主要是低毒，环保型的咪唑啉类缓蚀剂。咪唑啉类缓蚀剂无特殊刺激性气味，热稳定性好，毒性低，突出特点是当金属与酸性介质接触时，可在金属表面形成单分子吸附膜，以改变H+的氧化还原电位，也可络合溶液中的某些氧化剂，降低其电极电位来达到缓蚀的目的。咪唑啉环上的N原子的化合价变成五价形式的季铵盐之后，季铵阳离子被带负电的金属表面吸附，对阳离子放电有很大影响，从而有效地抑制阳极反应；另外，季铵盐上的阴离子对阳离子缓蚀剂的静电吸附也有很大的影响。故咪唑啉类缓蚀剂作为一种经济有效的防护技术已广泛地应用于化工、石油、能源、交通、机电、建筑等工业部门，并在某些工业生产中成为不可取代的重要防护措施， 列入到生产工艺或操作规程中。在应用中研究适用于液相、气相缓蚀剂之后，发展具有气液相、气/液/固多相体系的缓蚀剂。目前缓蚀剂研究正向高效、多功能、无公害的技术目标发展，因此，进一步研究咪唑啉类缓蚀剂的合成与性能具有重大意义。 硫酸钡垢稳定性强、难溶解，是油气田生产中最难清除的垢物之一。结垢过程发生在地层和井筒中的各个部位，包括砾石填充层、井下泵、油管管柱、油嘴及储油设备、集输管线、原油加工设备、水处理系统的任何部位。在采油过程中硫酸钡垢的生成严重影响了采油作业，增加了修井频率和时间，致使采油量下降，采油成本上升。因此研究制备性能优良的阻垢剂对油田开发有极其重要的意义。 随着经济的快速发展，我国对石油的需求越来越大，石油的生产己 成为关系国民经济命脉的重要行业，注水开采是石油增产的重要措施之一。然而 在注水期间也会存在一些问题，比如注入水与地层水离子的不匹配，会导致在地 层中出现结构现象，从而堵塞地层和油流通道，因此油田结垢己成为影响原油生 产的重要原因之一。油田中难以处理的水垢主要是由地层中含有的钡、锶离子和 注入水中 SO42-结合形成的 BaSO4、SrSO4 垢，硫酸钡锶溶解度小，并且垢质坚硬 难以除去。 硫酸钡是一种溶解度很低的化学物质，一旦形