论文题目: 盐水钻井液用钻具的环保型缓蚀剂的研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 黄琳
导师: 魏无际,朱承飞
关键词: 腐蚀,盐水钻井液,复合缓蚀剂,缓蚀机理
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 在钻井工程中，钻具腐蚀是普遍存在的问题，并随着钻井向高速、深井方向发展而日趋严重。近年来，江苏油田承钻了位于洪泽、淮阴一带的盐井，使用盐水钻井液，该钻井液中Cl-含量高，同时富含K+、Ca2+、SO42-等离子，电导率大，另外其中还含有多种成分复杂的添加剂，又因井内温度较高（超过80℃），钻井液内含有溶解氧，因而对钻具的腐蚀很严重。我们课题组前人通过对G105钢钻杆在盐水泥浆中的腐蚀产物进行EDS分析，发现腐蚀产物主要成分是Fe2O3，从而推断出盐水泥浆对钻杆G105钢的腐蚀主要是氧的去极化所致。 本文对钻井过程中钻杆的腐蚀环境、防腐蚀措施及目前国内外钻井液用缓蚀剂研究现状等作了综述；利用正交实验，通过室内静态挂片实验考察了钻井液中存在的几种主要离子对腐蚀的影响作用，结果表明：各离子对腐蚀速率的影响大小顺序为Cl-＞Mg2+、Ca2+＞HCO3-＞SO42-：通过G105钢在盐水钻井液中极化曲线的形状来看，其阴极腐蚀过程主要由氧扩散过程控制。 模拟动态旋转挂片实验考察了钻杆腐蚀的影响因素，实验表明升高温度及Cl-含量、降低pH值都能增大试片的腐蚀速率，试片表面以点蚀为主，而且提高Cl-含量，增大了试片发生点蚀的倾向。通过干湿交替实验，发现试片的腐蚀速率随着腐蚀时间的延长相对下降，但是绝对腐蚀速率仍然较高，这说明试样表面形成的腐蚀膜保护性较差。 利用线性极化法，反复实验，初步筛选出钼酸钠、钨酸钠、硅酸盐、两种有机胺A、B五种效果较好的缓蚀剂；然后通过交流阻抗法进行缓蚀剂的复配实验，筛选出两种效果较好的复合缓蚀剂：钼酸钠为主成分的配方（钼酸钠：硅酸盐：有机胺B=1：4：1）；钨酸钠为主成分的配方（钨酸钠：有机胺A=1：1）。 室内动态模拟实验结果表明：在温度为80℃、以60mL／min连续通空气、转速为168r／min、pH值为8.6的条件下，两种复合缓蚀剂缓蚀效率均达90％以上，明显高于单组分缓蚀剂；利用干湿交替实验进一步评价其缓蚀效率，结果与动态模拟实验一致，都能说明筛选出的复合缓蚀剂能较好的抑制G105钢钻
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 背景及意义
1.2 钻具在钻井液中的腐蚀
1.3 钻井过程中的防腐蚀措施
1.4 缓蚀剂概述
1.4.1 缓蚀剂的发展简史
1.4.2 钻井液用缓蚀剂研究概况
1.4.3 缓蚀剂的作用机理及分类
1.5 缓蚀剂缓蚀作用的研究方法
1.5.1 电化学方法
1.5.2 非电化学方法
1.6 缓蚀剂研究的发展趋势
1.7 本文研究内容和研究目的
参考文献
第二章 盐水钻井液对钻杆的腐蚀行为研究
2.1 引言
2.2 实验原料和仪器
2.3 实验方法
2.3.1 静态挂片和动态模拟旋转挂片实验
2.3.2 极化曲线实验
2.4 实验结果及讨论
2.4.1 静态挂片实验考察影响因素
2.4.2 动态旋转挂片实验考察影响因素
2.4.3 极化曲线考察电极过程影响
2.5 本章小结
参考文献
第三章 缓蚀剂的筛选及缓蚀机理的探讨
3.1 引言
3.2 主要原料及仪器
3.2.1 主要原料
3.2.2 主要仪器
3.2.3 试片、电极预处理
3.3 实验方法
3.3.1 电化学实验
3.3.1.1 线性极化测试实验
3.3.1.2 交流阻抗实验(EIS)
3.3.1.3 动电位扫描测量极化曲线
3.3.2 失重法
3.4 结果与讨论
3.4.1 缓蚀剂的筛选
3.4.1.1 线性极化法单组分缓蚀实验
3.4.1.2 交流阻抗试验进一步筛选缓蚀剂
3.4.1.3 动态挂片试验和干湿交替试验检验效果
3.4.2 缓蚀剂缓蚀机理的探讨
3.4.3 所选缓蚀剂配方与原始配方的成本比较
3.5 本章小结
参考文献
第四章 结论与展望
附录
致谢
发布时间: 2007-03-23
参考文献
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