CN102942908A

CN102942908A - 注水点腐蚀复合抑制剂及应用

Info

Publication number: CN102942908A
Application number: CN2012104794769A
Authority: CN
Inventors: 陆原; 郭海军; 邢四骏; 张勇; 张颖; 孙吉星
Original assignee: China National Offshore Oil Corp CNOOC; CNOOC Energy Technology and Services Ltd
Current assignee: CNOOC Energy Technology and Services Ltd; CNOOC Tianjin Oilfield Chemical Co Ltd
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: CN102942908B

Abstract

本发明涉及注水点腐蚀复合抑制剂及应用。复合抑制剂由A剂和B剂组成；A剂含10%-30%咪唑啉季铵盐、5%-15%有机酸酰胺、1%-15%非离子表面活性剂、1%-8%长链烷基季铵盐、2%-6%含硫化合物、1%-8%芳香酸或芳香酸盐、其余为溶剂；B剂为阳离子表面活性剂。使用初期使注水中的A剂的浓度为100-300mg/L，待均匀腐蚀速率和点腐蚀速率稳定至少6小时后，A剂在注水中的浓度降低为30-60mg/L，然后再注入B剂，B剂在注水中的浓度控制在10-40mg/L。

Description

注水点腐蚀复合抑制剂及应用

技术领域

本发明属于化学防腐技术领域，涉及一种点腐蚀复合抑制剂，尤其涉及一种海上油田注水点腐蚀复合抑制剂及应用。

背景技术

随着油田的不断开采，含水量不断上升，腐蚀问题日益突出。生产设施的腐蚀形态主要有全面腐蚀和局部腐蚀，但全面腐蚀一般不会造成突然事故，而且容易测定，相对局部腐蚀来说容易控制。局部腐蚀是在金属表面某些区域发生的腐蚀，其特点是腐蚀电池中的阳极反应和阴极反应可以在不同部位发生，而次生腐蚀产物又可在第三地点形成。局部腐蚀又可以细分为点腐蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和电偶腐蚀等。其中，点腐蚀，又称孔蚀，是在金属表面产生小孔的一种局部性腐蚀形态，在绝大多数情况下是相对较小的孔眼。从表面上看，点蚀互相隔离或靠得很近，看上去呈粗糙表面。点蚀危害性非常大，经常导致突然事故的发生，且不易察觉不易检测。

石油作为一种不可替代的能源，如何最大效率的利用石油成为一个十分关键的问题。目前，海上油田经常采用生产水与海水混合作为回注水。由于海上油田原油在处理过程中，作业空间小、脱水要求快，经常需加注大量醋酸协助破乳，脱出的生产水经常又含有细菌、溶解氧以及二氧化碳或硫化氢等酸性气体，其再与高矿化度高含氯离子的海水混合，更加剧了注水过程中管线和设备的点腐蚀。因此，研究如何进一步降低注水对金属的点腐蚀成为必然。若能很好的解决注水点腐蚀问题，就将获得巨大的经济利益和社会效益。

点腐蚀复合抑制剂是控制注水点腐蚀即简便又经济的方法。目前，国内油田通常采用有机膦类、多元醇磷酸酯类、有机胺类或咪唑啉类缓蚀剂抑制注水腐蚀，主要针对的是含有污水且对点腐蚀的抑制效果也不理想。

发明内容

本发明目的是开发出一种点腐蚀复合抑制剂，能实现在海上油田注水过程中，有效控制注水对管线和设备的点腐蚀。

本发明的技术方案如下：

一种注水点腐蚀复合抑制剂，复合抑制剂由A剂和B剂组成；A剂含10%-30%咪唑啉季铵盐、5%-15%有机酸酰胺、1%-15%非离子表面活性剂、1%-8%长链烷基季铵盐、2%-6%含硫化合物、1%-8%芳香酸或芳香酸盐、其余为溶剂；B剂为阳离子表面活性剂。

所述的咪唑啉季铵盐为油酸基咪唑啉季铵盐、苯甲酸基咪唑啉季铵盐、环烷酸基咪唑啉季铵盐、水杨酸基季铵盐或月桂酸基咪唑啉季铵盐的一种或多种的混合物。

所述的有机酸酰胺为油酸酰胺、苯甲酸酰胺、环烷酸酰胺、水杨酸酰胺或月桂酸酰胺的一种或多种的混合物。

所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚或脂肪胺聚氧乙烯醚的一种或多种的混合物。

所述的长链烷基季铵盐为十二烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基三甲基季铵盐、十六烷基二甲基苄基季铵盐或十六烷基三甲基季铵盐一种或多种的混合物。

所述的含硫化合物为硫脲。

所述的芳香酸或芳香酸盐为水杨酸、苯甲酸、苯甲酸钠或苯甲酸钾。

所述的溶剂为水、甲醇、乙醇，异丙醇、乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺一种或多种的混合物。

所述的阳离子表面活性剂为季铵盐或季膦盐，季铵盐优选十二烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基三甲基季铵盐、十二烷基二甲基双季铵盐、十六烷基二甲基苄基季铵盐、十六烷基三甲基季铵盐；季膦盐优选四羟甲基硫酸膦、十二烷基三苯基季膦盐、十二烷基三丁基季膦盐。

本发明的抑制剂在海上油田注水点腐蚀的应用，使用初期使注水中的A剂的浓度为100-300mg/L，待均匀腐蚀速率和点腐蚀速率稳定至少6小时后，A剂在注水中的浓度降低为30-60mg/L，然后再注入B剂，B剂在注水中的浓度控制在10-40mg/L。

本发明的抑制剂应用于海上油田注水腐蚀的设备和管道，有效抑制了设备和管道的腐蚀尤其是点腐蚀。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进一步说明。

实施例1：

A剂由30%月桂酸咪唑啉季铵盐、10%环烷酸酰胺、1%脂肪醇聚氧乙烯醚、8%十二烷基二甲基苄基季铵盐、4%硫脲、8%苯甲酸钾、15%异丙醇、24%乙醇；B剂为十二烷基三甲基季铵盐。

实施例2：

A剂由25%水杨酸咪唑啉季铵盐、5%油酸酰胺、5%烷基酚聚氧乙烯醚、10%脂肪酸聚氧乙烯醚、1%十六烷基二甲基苄基季铵盐、3%硫脲、1%苯甲酸、20%甲醇、30%乙醇；组成；B剂为十二烷基二甲基双季铵盐。

实施例3：

A剂由20%苯甲酸咪唑啉季铵盐、15%月桂酸酰胺、10%脂肪胺聚氧乙烯醚、1%十二烷基三甲基季铵盐、3%硫脲、2%苯甲酸、20%甲醇、10%异丙醇、19%甲醇组成；B剂为十二烷基三丁基季膦盐。

实施例4：

A剂由10%油酸咪唑啉季铵盐、10%苯甲酸酰胺、5%脂肪胺聚氧乙烯醚、4%烷基酚聚氧乙烯醚、5%十六烷基三甲基季铵盐、3%硫脲、2%苯甲酸钠、20%甲醇、10%乙二醇、31%水组成；B剂为四羟甲基硫酸膦。

实施例5：

A剂由25%油酸咪唑啉季铵盐、10%水杨酸酰胺、8%脂肪胺聚氧乙烯醚、5%烷基酚聚氧乙烯醚、6%十二烷基二甲基双季铵盐、4%硫脲、4%苯甲酸钾、10%N，N-二甲基甲酰胺、15%甲醇、14%水组成；B剂为四羟甲基硫酸膦。

实施例6：

A剂由10%环烷酸咪唑啉季铵盐、15%油酸咪唑啉季铵盐、15%环烷酸酰胺、2%脂肪酸聚氧乙烯醚、8%十二烷基二甲基苄基季铵盐、3%硫脲、5%苯甲酸钠、10%异丙醇、10%乙二醇、22%水。B剂为十二烷基二甲基苄基季铵盐。

实施例7：

A剂由25%月桂酸咪唑啉季铵盐、3%油酸酰胺、5%苯甲酸酰胺、8%烷基酚聚氧乙烯醚、7%十二烷基二甲基苄基季铵盐、、3%硫脲、6%苯甲酸钾、15%乙醇、28%水组成；B剂为十六烷基二甲基苄基季铵盐。

实施例8：

A剂由10%月桂酸咪唑啉季铵盐、10%水杨酸咪唑啉季铵盐、5%月桂酸酰胺、5%水杨酸酰胺、2%脂肪醇聚氧乙烯醚、3%烷基酚聚氧乙烯醚、7%十二烷基二甲基苄基季铵盐、3%硫脲、2%苯甲酸、20%甲醇、33%水组成；B剂为十二烷基三苯基膦。

实施例9：

缓蚀剂应用实例：

试验原料：海上油田混合注水

试验材质：X65钢

室内测试方法：室内3升316L不锈钢釜动态腐蚀实验

现场测试：采用挂片测试。使用初期使注水中的A剂的浓度达到100-300mg/L，待均匀腐蚀速率和点腐蚀速率稳定至少6小时后，A剂在注水中的浓度再降低到指定浓度，然后再注入B剂。

试验时间：室内实验144小时，现场试验30天；

现场试验样品：由实施例5得到的点腐蚀复合抑制剂；

测试结果如下：

表1室内动态腐蚀试验（实验温度60℃）

	平均腐蚀速率mm/a	点腐蚀速率mm/a
			空白	1.8970	2.1100
实例1（30mg/LA剂+40mg/L B剂）	0.0418	0.1220
			实例2（55mg/LA剂+15mg/L B剂）	0.0332	0.0797
实例3（45mg/LA剂+25mg/L B剂）	0.0540	0.1187
			实例4（60mg/LA剂+10mg/L B剂）	0.0735	0.0730
实例5（60mg/LA剂+40mg/L B剂）	0.0388	0.0580
			实例5（50mg/LA剂+20mg/L B剂）	0.0508	0.0730
实例5（30mg/LA剂+10mg/L B剂）	0.0756	0.1180
			实例6（40mg/LA剂+30mg/L B剂）	0.0733	0.1150
实例7（50mg/LA剂+20mg/L B剂）	0.0180	0.1020
			实例8（35mg/LA剂+35mg/L B剂）	0.0143	0.1170
对比：70mg/L油酸咪唑啉季铵盐	0.0688	0.7597
			对比：70mg/L月桂酸咪唑啉衍生物	0.0658	1.0377

表2现场工作挂片测试结果

由表1可知，本发明对海上油田混合注水的腐蚀有良好的抑制效果，可控制均匀腐蚀速率小于0.076mm/a，缓蚀率大于96%，同时可控制点腐蚀速率小于0.125mm/a，明显优于油酸咪唑啉季铵盐和月桂酸咪唑啉衍生物。

由表2可知，本发明应用于海上油田混合注水腐蚀的设备和管道，可控制均匀腐蚀速率小于0.076mm/a，优于油酸咪唑啉季铵盐，同时可控制点腐蚀速率小于0.125mm/a，明显优于油酸咪唑啉季铵盐。

Claims

1.一种注水点腐蚀复合抑制剂，其特征在于：复合抑制剂由A剂和B剂组成；A剂含10%-30%咪唑啉季铵盐、5%-15%有机酸酰胺、1%-15%非离子表面活性剂、1%-8%长链烷基季铵盐、2%-6%含硫化合物、1%-8%芳香酸或芳香酸盐、其余为溶剂；B剂为阳离子表面活性剂。

2.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的咪唑啉季铵盐为油酸基咪唑啉季铵盐、苯甲酸基咪唑啉季铵盐、环烷酸基咪唑啉季铵盐、水杨酸基季铵盐或月桂酸基咪唑啉季铵盐的一种或多种的混合物。

3.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的有机酸酰胺为油酸酰胺、苯甲酸酰胺、环烷酸酰胺、水杨酸酰胺或月桂酸酰胺的一种或多种的混合物。

4.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的非离子表面活性剂为烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯醚或脂肪胺聚氧乙烯醚的一种或多种的混合物。

5.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的长链烷基季铵盐为十二烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基三甲基季铵盐、十六烷基二甲基苄基季铵盐或十六烷基三甲基季铵盐一种或多种的混合物。

6.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的含硫化合物为硫脲。

7.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的芳香酸或芳香酸盐为水杨酸、苯甲酸、苯甲酸钠或苯甲酸钾。

8.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的溶剂为水、甲醇、乙醇，异丙醇、乙二醇、N，N-二甲基甲酰胺一种或多种的混合物。

9.如权利要求1所述的抑制剂，其特征是所述的阳离子表面活性剂为季铵盐或季膦盐，季铵盐优选十二烷基二甲基苄基季铵盐、十二烷基三甲基季铵盐、十二烷基二甲基双季铵盐、十六烷基二甲基苄基季铵盐、十六烷基三甲基季铵盐；季膦盐优选四羟甲基硫酸膦、十二烷基三苯基季膦盐、十二烷基三丁基季膦盐。

10.权利要求1的抑制剂在海上油田注水点腐蚀的应用，其特征在于：

使用初期使注水中的A剂的浓度为100-300mg/L，待均匀腐蚀速率和点腐蚀速率稳定至少6小时后，A剂在注水中的浓度降低为30-60mg/L，然后再注入B剂，B剂在注水中的浓度控制在10-40mg/L。