在油气开采中,采出液往往含有大量的二氧化碳,而二氧化碳溶解在水中,形成碳酸,从而对管道造成严重的局部腐蚀与均匀腐蚀。油气田的二氧化碳是怎么来的呢?首先,井底地层中的碳酸盐分解,会产生二氧化碳,特别是采用酸化压裂等增产工艺进行二次采油时,会导致碳酸盐大量分解,同时地层中的生物质在高温氧化过程中,也会产生二氧化碳,除此之外,微生物的作用,也会导致二氧化碳的产生;另外,随着二氧化碳驱油工艺的实施,会引入大量的二氧化碳。不仅井筒、输油管线会遭受二氧化碳的腐蚀,进行油水分离后的回注水也会对注水管线等设施造成腐蚀。而采用二氧化碳缓蚀剂是抑制二氧化碳腐蚀最为经济、有效、方便的一种手段,其实我们对污水缓蚀剂、回注水缓蚀剂、集输缓蚀剂等多种缓蚀剂,都需要其有抗二氧化碳腐蚀的性能,就如在高含硫油气田中,对酸化缓蚀剂要求其抗硫化氢腐蚀的能力,那么在高含二氧化碳的油气田,同样也酸化缓蚀剂具有抗二氧化碳腐蚀的能力。由于高含硫油气井中,大多含有二氧化碳,因此我们也要求硫化氢缓蚀剂具有抗二氧化碳腐蚀的特性。

目前,二氧化碳缓蚀剂种类繁多,例如咪唑啉类、酰胺类、炔氧甲基胺类、季铵盐类等等,而使用最多的为咪唑啉类缓蚀剂,咪唑啉类缓蚀剂抗二氧化碳腐蚀性能好,同时该类产品环保、易降解。但是咪唑啉二氧化碳缓蚀剂种类也非常繁多,那么如果进行选择呢?首先,除了少数环境下,需要油溶型缓蚀剂外,绝大多数条件下,我们要求二氧化碳缓蚀剂要有很好的水溶性,这是因为二氧化碳腐蚀主要集中在水介质环境中,只有二氧化碳缓蚀剂能够很好地溶解在水溶液中,其才能有效地发挥缓蚀剂作用;其次,要求产品低毒,有别于酸化缓蚀剂,二氧化碳缓蚀剂需要长期持续加注,在此过程中,现场作业人员不可避免地要接触到产品,因此,对产品毒性,乃至气味等都有更严格的要求;第三,产品必须用量小、缓蚀性能好,由于二氧化碳缓蚀剂需要长期不断加注,导致其用量很大,所以需要其在较低浓度下就能达到满意的缓蚀效果,一般加入缓蚀剂后,要求管线钢的腐蚀速度不高于0.076mm/a这一行业标准;第四,产品使用安全,由于二氧化碳缓蚀剂加注多采用泵进行滴注,所以其必须是不易燃、不易爆的非危化品;最后,二氧化碳缓蚀剂还必须一剂多效,其不仅能够抑制二氧化碳腐蚀,还需要能够抑制氯离子、细菌等多种腐蚀。

ECN在SCC及缓蚀剂监测方面的研究进展
缓蚀剂的几种作用机制

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