氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，包括：(a)配置氯化鈣完井液備用；(b)加工實(shí)驗(yàn)試片，并測量其尺寸，記錄數(shù)據(jù)；(c)取氯化鈣完井液置于實(shí)驗(yàn)容器中；(d)加入緩蝕劑，調(diào)節(jié)pH值為5.0～8.0；(e)置于實(shí)驗(yàn)容器中，然后置于60～80℃的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)24～72h；(f)沖洗，將其除銹；(g)實(shí)驗(yàn)試片清洗，并放入干燥器中至恒重，稱量并記下數(shù)據(jù)；(h)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出實(shí)驗(yàn)試片的腐蝕率，從而得出緩蝕劑的緩蝕性能。本發(fā)明能快速測定出緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系的緩蝕性能，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系提供了理論基礎(chǔ)。
【專利說明】氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在石油工業(yè)中，緩蝕劑類化合物主要用作潤滑油極壓抗磨劑，高溫抗氧劑。由于現(xiàn)在普遍使用的二硫代磷酸鹽類潤滑油抗磨添加劑中的磷元素會使發(fā)動機(jī)廢氣轉(zhuǎn)換裝置的催化劑中毒失效，再者基于環(huán)保方面的考慮，各國均對機(jī)油等潤滑油中磷的含量作了嚴(yán)格的規(guī)定，要求使用低灰、低磷潤滑油。緩蝕劑類化合物因具有優(yōu)異的極壓抗磨及高溫抗氧化性能，且不含磷元素，毒性低，有望成為二硫代磷酸鹽類潤滑油抗磨添加劑的替代產(chǎn)品。對新型緩蝕劑類化合物的合成及其作為潤滑油抗磨抗氧劑的應(yīng)用研究成為當(dāng)今潤滑油添加劑的一個研究熱點(diǎn)。
[0003]目前，緩蝕劑及其衍生物作為除油劑、水質(zhì)凈化劑、阻垢劑、成膜劑和抗壓添加劑等廣泛應(yīng)用于橡膠、石油、農(nóng)業(yè)、礦業(yè)、醫(yī)藥、環(huán)境保護(hù)和分析化學(xué)等領(lǐng)域。以后，該類物質(zhì)的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑦M(jìn)一步擴(kuò)大。
[0004]在橡膠工業(yè)中，緩蝕劑類化合物主要用作橡膠硫化促進(jìn)劑。其促進(jìn)硫化功效很大，作為第二促進(jìn)劑與次磺酞胺類硫化促進(jìn)劑并用，可縮短硫化時間，目前其用量僅次于次磺酞胺類促進(jìn)劑。
[0005]在塑 料工業(yè)中，緩蝕劑類化合物的應(yīng)用主要有兩個方面。一方面是用作高分子聚合時的引發(fā)劑。緩蝕劑作為光活化型劑可有效地控制所得聚合物的分子量、分子量分布、端基結(jié)構(gòu)、側(cè)基結(jié)構(gòu)、單體的排列順序及某些聚合物的立構(gòu)規(guī)整性等，還可通過分子設(shè)計(jì)而合成多種多樣的、具有特定性能或功能的多組分共聚物以及具有特殊幾何形狀的的模型聚合物等；另一方面是用作塑料抗氧劑及光降解敏化劑，作為塑料光解敏化劑的以二硫代氨基甲酸鐵類物質(zhì)研究得最多。
[0006]在礦業(yè)中，緩蝕劑類化合物主要用作浮選捕收劑。二烷基緩蝕劑類化合物是一種高效的金屬硫化礦捕收劑，具有捕收能力強(qiáng)、選擇性高、用藥量少、浮選速度快等特點(diǎn)。常用作方鉛礦、黃銅礦等礦物的浮選捕收劑。如二乙基二硫代氣基甲酸納(硫氣九號)常在聞堿條件下用來進(jìn)行方鉛礦與閃鋅礦、黃鐵礦的浮選分離，它對方鉛礦表現(xiàn)較強(qiáng)的捕收作用。
[0007]在農(nóng)業(yè)中，緩蝕劑類化合物主要用作農(nóng)用殺菌劑。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，已開發(fā)了福美鐵、福美鋅、福美雙、代森鈉、代森鋅、代森錳和代森錳鋅等殺菌劑，其中用途最廣的是代森錳鋅。
[0008]在醫(yī)學(xué)上，緩蝕劑類化合物主要是用作重金屬中毒的解毒劑、用作抗癌劑、用作免疫調(diào)節(jié)劑、醫(yī)用抗氧劑及外用殺菌劑。
[0009]在分析化學(xué)中，緩蝕劑類化合物主要作為萃取絡(luò)合劑，用于色譜、光譜分析的分離及預(yù)富集。可用于分析砷、鉻、鉛、銅、鎳、鋅、錳、銀等多種金屬及非金屬元素的微量分析。
[0010]除了中和性能的水處理劑，大部分水處理用的緩蝕劑的緩蝕機(jī)理是在與水接觸的金屬表面形成一層將金屬和水隔離的金屬保護(hù)膜，以達(dá)到緩蝕目的。根據(jù)緩蝕劑形成的保護(hù)膜的類型，緩蝕劑可分為氧化膜型、沉積膜型和吸附膜型緩蝕劑。
[0011]鉻酸鹽、亞硝酸鹽、鑰酸鹽、鎢酸鹽、釩酸鹽、正磷酸鹽、硼酸鹽等均被看作氧化膜型緩蝕劑。鉻酸鹽和亞硝酸鹽都是強(qiáng)氧化劑，無需水中溶解氧的幫助即能與金屬反應(yīng)，在金屬表面陽極區(qū)形成一層致密的氧化膜。其余的幾種，或因本身氧化能力弱，或因本身并非氧化劑，都需要氧的幫助才能在金屬表面形成氧化膜。由于這些氧化膜型緩蝕劑是通過阻抑腐蝕反應(yīng)的陽極過程來達(dá)到緩蝕的，這些陽極緩蝕劑能在陽極與金屬離子作用形成氧化物或氯氧化物。沉積覆蓋在陽極上形成保護(hù)膜，以鉻酸鹽為例，它在陽極反應(yīng)形成Cr (OH) 3和Fe (OH) 3，脫水后成為Cr03和Fe203的混合物(主要是Y _Fe203)在陽極構(gòu)成保護(hù)膜。因此有時又被稱作陽極型緩蝕劑或危險型緩蝕劑，因?yàn)樗鼈円坏﹦┝坎蛔?單獨(dú)緩蝕時，處理IL水，所需劑量往往高達(dá)幾百、甚至過千毫克)就會造成點(diǎn)蝕，使本來不太嚴(yán)重的腐蝕問題，反而變得更加嚴(yán)重。氯離子、高溫及高的水流速都會破壞氧化膜，故在應(yīng)用時，要根據(jù)工藝條件，適當(dāng)改變緩蝕劑的濃度。硅酸鹽也可粗略地歸到這一類里來，因?yàn)樗饕彩峭ㄟ^阻抑腐蝕反應(yīng)的陽極過程來達(dá)到緩蝕的。但是，它不是通過與金屬鐵本身、而可能是由二氧化硅與鐵的腐蝕產(chǎn)物相互作用，以吸附機(jī)制來成膜的。
[0012]在環(huán)境保護(hù)中，由于緩蝕劑類化合物具有極性基，這種極性基中的硫離子原子半徑較大，帶負(fù)電，易于與廢水中的金屬陽離子成鍵，生成難溶的緩蝕劑，因此，常用作萃取鰲合劑。主要應(yīng)用于兩個方面。一方面用低分子量的緩蝕劑作沉淀浮選劑和溶劑氣浮捕收齊U，分離廢水處理中的重金屬離子以及用作超臨界流體絡(luò)合萃取中的絡(luò)合劑。再者是將氨基二硫代羰基引入聚苯乙烯聚甲基丙烯酸衍生物、含多乙烯多胺的聚合物以及聚醚等高分子聚合物骨架中，制備具有一定機(jī)械強(qiáng)度的鰲合樹脂或水溶性的鰲合樹脂。水溶性的緩蝕劑鰲合樹脂是二十世紀(jì)九十年代在美國發(fā)展起來的新型油田污水處理劑，具有高效除油性能，同時還具有殺菌、防垢、緩蝕等功能。
[0013]目前我國大部分油田都采用了注水開發(fā)方式。隨著油田注水的進(jìn)行，油田污水的處理和回注越來越受到重視。管道腐蝕是油田污水的處理和回注過程中遇到的最嚴(yán)重的問題之一。因?yàn)橛吞锖臀鬯|(zhì)復(fù)雜，含有許多對鋼材有害成分，礦化度較高，含有溶解鹽及溶解氧等，這樣的污水回注地層后對注水系統(tǒng)中的金屬設(shè)備和管道會產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕?？刂坪皖A(yù)防腐蝕的途徑有很多種，油田主要采用添加緩蝕劑來解決這個問題。這就很有必要研究在不同礦化度條件下的緩蝕性能。
[0014]完井液對金屬的腐蝕問題歷來就受到國內(nèi)外關(guān)注。因?yàn)樵谕昃鳂I(yè)過程中，油層套管、油管及井下工具等鋼材設(shè)備也受到完井液腐蝕。特別是，在海洋作業(yè)完井作業(yè)需要大量的完井液，在配制完井液時，要根據(jù)地層巖石性質(zhì)和壓力加入各種鹽，使用的無固相鹽水完井液中，含有NaCl、CaC12、MgC12、ZnC12、KCl、KBr、CaBr2和ZnBr2等鹽以及為為了保護(hù)超低滲、超低孔油藏的復(fù)雜、特殊的儲層而設(shè)計(jì)完井液體系都會造成油氣井管材和井下金屬設(shè)備腐蝕，有時還可能導(dǎo)致井下管材突發(fā)性破裂事故，造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失。而金屬腐蝕的本質(zhì)是金屬通過與周圍介質(zhì)發(fā)生化學(xué)作用或電化學(xué)作用而造成金屬被破壞。因此在油氣井完井作業(yè)過程中，尤其在高溫深井和超深井進(jìn)行完井作業(yè)，重要任務(wù)之一是要解決完井液對套管、油管及井下金屬設(shè)備的腐蝕問題。因此，在完井作業(yè)流體的選擇上，除了作業(yè)本身對完井液體系的特性有一定要求外完井液體系對金屬材料的腐蝕研究與金屬防護(hù)工作也非常重要。為將完井液腐蝕造成的損失降低到最小限度，研究者創(chuàng)造和發(fā)展了很多防腐方法，加入緩蝕劑是最經(jīng)濟(jì)有效而且最為方便的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，該測定方法能快速測定出緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系的緩蝕性能，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系提供了理論基礎(chǔ)。
[0016]本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，包括:(a)首先，配置氯化鈣完井液備用；(b)加工實(shí)驗(yàn)試片，并測量其尺寸，記錄數(shù)據(jù)；(C)然后，取一定量的氯化鈣完井液置于實(shí)驗(yàn)容器中；(d)向?qū)嶒?yàn)容器中加入一定量的緩蝕劑，并調(diào)節(jié)其pH值為5.0?8.0 ; (e)將實(shí)驗(yàn)試片置于實(shí)驗(yàn)容器中，然后置于60?80°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)24?72h ； (f)取出實(shí)驗(yàn)試片沖洗，將其放入除銹劑中浸泡除銹；(g)將除銹后的實(shí)驗(yàn)試片清洗，并放入干燥器中至恒重，分別稱量并記下數(shù)據(jù)；(h)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出實(shí)驗(yàn)試片的腐蝕率，從而得出緩蝕劑的緩蝕性能。
[0017]所述步驟(d)中，還包括清洗步驟:取試片放入盛有石油醚的器皿中，用脫脂棉去除試片表面污物，并連續(xù)清洗兩次。
[0018]所述步驟(d)中，調(diào)節(jié)其pH值為7.0。
[0019]所述步驟(e)中，置于70°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)48h。
[0020]所述試片通過干燥機(jī)進(jìn)行干燥，且干燥溫度為160°C。
[0021 ] 所述完井液為海水為基液以氣化I丐加重的完井液體。
[0022]綜上所述，本發(fā)明的有益效果是:能快速測定出緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系的緩蝕性能，且測試結(jié)果準(zhǔn)確，測試步驟簡單，測試成本低，為緩蝕劑應(yīng)用于氯化鈣完井液體系提供了理論基礎(chǔ)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為緩蝕劑緩蝕性能的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。
[0025]實(shí)施例:
[0026]本發(fā)明涉及的一種氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，包括:(a)首先，配置氯化鈣完井液備用；(b)加工實(shí)驗(yàn)試片，并測量其尺寸，記錄數(shù)據(jù)；(c)然后，取一定量的氯化鈣完井液置于實(shí)驗(yàn)容器中；(d)向?qū)嶒?yàn)容器中加入一定量的緩蝕劑，并調(diào)節(jié)其pH值為5.0?8.0 ; (e)將實(shí)驗(yàn)試片置于實(shí)驗(yàn)容器中，然后置于60?80°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)24?72h ； (f)取出實(shí)驗(yàn)試片沖洗，將其放入除銹劑中浸泡除銹；(g)將除銹后的實(shí)驗(yàn)試片清洗，并放入干燥器中至恒重，分別稱量并記下數(shù)據(jù)；(h)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出實(shí)驗(yàn)試片的腐蝕率，從而得出緩蝕劑的緩蝕性能。
[0027]所述步驟(d)中，還包括清洗步驟:取試片放入盛有石油醚的器皿中，用脫脂棉去除試片表面污物，并連續(xù)清洗兩次。
[0028]所述步驟(d)中，調(diào)節(jié)其pH值為7.0。
[0029]所述步驟(e)中，置于70°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)48h。
[0030]所述試片通過干燥機(jī)進(jìn)行干燥，且干燥溫度為160°C。
[0031 ] 所述完井液為海水為基液以氣化鈣加重的完井液體。
[0032]本實(shí)施例模擬油田環(huán)境要求，以海水配制的氯化鈣為加重劑以及HCS粘土穩(wěn)定劑、BPA封堵漏劑、CD-1防垢劑、CMHEC增稠劑配制而成的完井液，考慮到pH值越大，完井液腐蝕介質(zhì)體系對鋼材的腐蝕越小，在不同密度、不同完井液體系條件下來研究緩蝕劑對鋼的緩蝕性能，實(shí)驗(yàn)條件:溫度為160°C，時間為48h，pH值為7.0, DTC-1加量為140mg/L，實(shí)
驗(yàn)結(jié)果如下表和圖1所示:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，包括:(a)首先，配置氯化鈣完井液備用；(b)加工實(shí)驗(yàn)試片，并測量其尺寸，記錄數(shù)據(jù)；(c)然后，取一定量的氯化鈣完井液置于實(shí)驗(yàn)容器中；(d)向?qū)嶒?yàn)容器中加入一定量的緩蝕劑，并調(diào)節(jié)其pH值為5.0?8.0 ; (e)將實(shí)驗(yàn)試片置于實(shí)驗(yàn)容器中，然后置于60?80°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)24?72h;(f)取出實(shí)驗(yàn)試片沖洗，將其放入除銹劑中浸泡除銹；(g)將除銹后的實(shí)驗(yàn)試片清洗，并放入干燥器中至恒重，分別稱量并記下數(shù)據(jù)；(h)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算出實(shí)驗(yàn)試片的腐蝕率，從而得出緩蝕劑的緩蝕性能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，所述步驟(d)中，還包括清洗步驟:取試片放入盛有石油醚的器皿中，用脫脂棉去除試片表面污物，并連續(xù)清洗兩次。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，所述步驟(d)中，調(diào)節(jié)其pH值為7.0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，所述步驟(e)中，置于70°C的恒溫水浴中，腐蝕反應(yīng)48h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，所述試片通過干燥機(jī)進(jìn)行干燥，且干燥溫度為160°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氯化鈣完井液體系中緩蝕劑緩蝕性能的測試方法，其特征在于，所述完井液為海水為基液以氣化I丐加重的完井液體。
【文檔編號】G01N5/00GK103808583SQ201210482914
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月13日
【發(fā)明者】吳啟洪 申請人:吳啟洪