doi：10.3969/j.issn.1004-275X.2019.07.009
苗万春1，赵梦苏2，杨文静2，黄俊峰2
（1.长庆油田第十采油厂，甘肃庆阳745100；2.长庆油田第十一采油厂，甘肃庆阳745000）
摘要：以葵二酸、三乙烯四胺和氯化苄为原料，合成了双咪唑啉缓蚀剂。通过电化学阻抗法，研究了双咪唑啉缓蚀剂在饱和CO2油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能，并对两口CO2腐蚀严重的油井进行了现场加注试验。结果表明，双咪唑啉缓蚀剂在油田水介质中抑制CO2腐蚀性能优异：加入缓蚀剂后可使电荷传递电阻大幅增加，在缓蚀剂浓度为150ml/L时，缓蚀率可达96.3%；两口试验井加注缓蚀剂后，腐蚀速率大幅下降，缓蚀率可达85%以上，现场使用效果优异。 关键词：CO2腐蚀；双咪唑啉；缓蚀剂
中图分类号：TQ050.9文献标志码：A文章编号：1004-275X（2019）07-019-02 Study on the Corrosion of the CO2in the Oilfield by the Dudetomycin Corrosion Inhibitor Miao Wanchun1，Zhao Mengsu2，Yang Wenjing2，Huang Junfeng2
(1.the10th Oil production Plant of Changqing Oilfield,Qingyang745100,Gansu Province;
2.No.11Oil production Plant of Changqing Oilfield,Qingyang745000,Gansu Province)
Abstract:diimidazolin corrosion inhibitor wa s synthesized from sunflower dicarboxylic acid,tri-ethylenetetramine and benzyl chloride.The corrosion inhibition performance of double Imidazolin corrosion inhibitor on J55tubing steel in saturated CO2oil field produced water medium was studied by electrochem-ical impedance method,and the field injection tests were carried out on two oil wells with serious CO2cor-rosion.The results show that the corrosion inhibition performance of diimidazolin corrosion inhibitor in oil field water medium is excellent,and the charge transfer resistance can be increased greatly when the corro-sion inhibitor is added,and the corrosion inhibition rate can reach96.3%when the corrosion inhibitor con-centration is150ml/L,and the corrosion rate decreases greatly after adding corrosion inhibitor in two test wells.The corrosion inhibition rate can reach more than85%,and the field application effect is excellent.
Key words:CO2corrosion;diimidazolin;corrosion inhibitor
CO2腐蚀是油气开发领域常见的腐蚀类型之一。近些年，随着CO2驱油在各个油田的试验和应用，使CO2腐蚀的问题日益严重[1]。CO2驱油是三次采油的一种重要方式提高采收率作用明显，同时兼具碳埋存作用，有助于降低大气中温室气体含量，但CO2驱油会增加生产井产液中CO2的含量，造成生产
井腐蚀严重，严重影响油气田生产作业。咪唑啉缓蚀剂以其高效、低成本、低毒性的特点，对于CO2、H2S等酸性介质都有良好的缓蚀效果，广泛应用于油气田开发领域[2]。双咪唑啉缓蚀剂分子结构中具有两个咪唑啉环，会在金属表面形成多个吸附中心，因此较单咪唑啉缓蚀效果更强，但对于双咪唑啉缓蚀剂和两种缓蚀剂的对比研究仍然较少[3]。
本文以葵二酸、三乙烯四胺和氯化苄为原料，合成了双咪唑啉季铵盐缓蚀剂，对比研究了双咪唑啉季铵盐和咪唑啉季铵盐缓蚀剂在饱和CO2油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能，并在现场进行了缓蚀剂加注试验，以期为油田的CO2腐蚀防护工作提供参考依据。
黄酮醇1缓蚀剂合成
将0.18mol葵二酸、0.095mol三乙烯四胺加入三口烧瓶中，充分搅拌混合升温，后加入
60mL二甲苯和催化剂，升温至140℃至160℃反应4h，升温至250至270℃环化脱水4h，减压蒸出二甲苯得到中间体，加入0.18mol氯化苄，100至110℃季铵化反应4h，得到红棕固体即为双咪唑啉季铵盐。双咪唑啉缓蚀剂分子结构中含有多个季氮原子，并通过季铵化引入含π电子的苯环，可形成多个吸附中心，增加金属表面配位体的温度性；适当长度的疏水基团在有效增加空间位阻的同时，不影响缓蚀剂的水溶性[4]。
采用傅里叶红外光谱分析仪对合成缓蚀剂结构进行表征，分析在1605cm-1处为咪唑啉环中的C=N伸缩振动吸收峰，1300cm-1处为咪唑啉环中C-N的伸缩振动吸收峰，说明分子结构中存在咪唑啉环；3419cm-1为-NH伸缩振动吸收峰，701cm-1为苯环特征吸收峰，说明合成了目标产物。
2蚀剂性能研究
交流阻抗法是可获得材料表面双电层电容、
19--激光点云数据处理
（上接第18页）
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收稿日期：2019-05-23
作者简介：魏勇（1983-），宁夏固原人，学士，高级工程师，从事油田开发和提高采收率研究管理工作。
苌家拳表1井口腐蚀速率监测结果
电荷转移电阻、溶液电阻等电化学参数，全面获知界面状态电化学过程的信息，实现对腐蚀体系和缓蚀剂体系的研究[5]。采用普林斯顿ParStat 4000电化学工作站，对不同浓度缓蚀剂的电化学阻抗谱（EIS）进行测试，以研究缓蚀剂抑制CO2腐蚀性能，对测试数据使用Zview软件解析拟合参数。试验介质为长庆油田某区块现场采出水，试验材料为J55油管钢，温度为60℃，试验前对介质通入高纯度CO2气体1h使介质处于饱和状态。
由结果可知，空白条件下的电化学阻抗谱中含有三个时间常数，电荷传递电阻较低，空白体系腐蚀较为严重，添加缓蚀剂后，电化学阻抗谱仅存在一个容抗弧，缓蚀剂可有效在金属表面形成吸附，使表面腐蚀活性区域减少。随着缓蚀剂浓度增加，缓蚀剂分子在金属表面成膜致密程度增加，减小了金属表面与材料的接触面积，从而使电荷传递电阻大幅增加，有效的抑制电荷的传递过程的电子转移。当缓蚀剂体积分数为150mL/ L时，缓蚀率为96.3%，说明双咪唑啉缓蚀剂可有效抑制油田水介质中的CO2腐蚀。
3现场应用试验
缓蚀剂现场应用试验选取长庆油田某区块两口油井进行，试验前，这两口井因腐蚀严重致使检泵周期在2个月左右，通过对腐蚀产物进行X 射线衍射分析（XRD），腐蚀产物以FeCO3为主，气体组分测试中CO2含量在3.1%和3.5%，可以判断两口井发生严重的CO2腐蚀。通过对油井生产数据分析，加注试验的加药周期为7d，加注量为25kg。加注量为现场应用试验通过井口挂片进行效果评价，试验数据见表1。由表1看出，两口井腐蚀速率均大幅度下降，缓蚀率可达85%以上，缓蚀效果远优于石油行业要求，说明双咪唑缓蚀剂抑制油田CO2腐蚀效果优异，满足油田现场应用要求。
4结论
1）本文以葵二酸、三乙烯四胺和氯化苄合成了双咪唑啉缓蚀剂，红外光谱验证了合成结果。
2）采用电化学阻抗谱方法研究了双咪唑啉缓蚀剂在油田水介质中，抑制抑制CO2腐蚀性能，结果表明加入缓蚀剂后可电荷传递电阻大幅增加，在缓蚀剂体积分数为150ml/L时，缓蚀率可达96.3%，双咪唑啉缓蚀剂可有效抑制油田CO2腐蚀。
3）对两口严重的CO2腐蚀的油井进行了加注试验，加注缓蚀剂后腐蚀速率大幅下降，缓蚀率可达85%以上，现场使用效果优异。
参考文献：
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收稿日期：2019-05-15
作者简介：苗万春（1986-），男，本科，工程师，现从事开发地质研究工作。
井号
缓蚀剂加注前缓蚀剂加注后
缓蚀率
/%挂片周期
/d挂片周期
/d平均腐蚀
速率/（mm/a）
C-102561150.06286.6 C-99671180.05785.4
平均腐蚀
速率/（mm/a）
0.461
0.391
20--
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