论文摘要
高含硫、酸性气田井下的腐蚀环境十分苛刻,国内外对此类油气田的开发经验尚不丰富,一般通过采用高镍基合金钢来进行防腐。但是高合金钢价格高昂,大大提高了油气田的开发成本。而高温缓蚀剂加碳素钢是一种有效、价廉的防腐手段,能否开发出在高温高酸性气田井下有高效作用的缓蚀剂对我国高温高酸性气田的开发至关重要。本文针对高温高压H2S/CO2及高矿化度的恶劣腐蚀环境,合成多种缓蚀剂主体,并设计多种不同H2S/CO2腐蚀环境,对曼尼希碱、咪唑啉、吡啶和喹啉季铵盐等多种缓蚀剂主体及其相关配体进行筛选评价,得到以喹啉季铵盐为主体复配缓蚀剂GWS-5。通过高温高压H2S/CO2动态腐蚀失重评价其缓蚀效果,硫化氢应力腐蚀试验(SSC)测试其抗硫化氢应力腐蚀开裂性能,并利用扫描电镜(SEM)、X光电子能谱(XPS)等分析方法研究了GWS-5缓蚀剂的缓蚀机理。主要研究结果如下:本课题研制的GWS系列缓蚀剂对碳素钢在高温高压H2S/CO2条件下具有优良的缓蚀性能,其中以GWS-5喹啉季铵盐型缓蚀剂效果最佳。在金属表面形成吸附膜与腐蚀产物共同阻滞腐蚀介质的传递,抑制点蚀的发生,降低腐蚀速率。当T=150℃、PH2S=1.5Mpa、PCO2=1.5Mpa、转速为300r/min时,在GWS-5用量为0.15%的情况下,缓蚀效率可达97%,且GWS-5对N80钢具有良好的抑制硫化氢应力腐蚀的作用。
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