CN1410595A - 一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 - Google Patents
一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1410595A CN1410595A CN 02139204 CN02139204A CN1410595A CN 1410595 A CN1410595 A CN 1410595A CN 02139204 CN02139204 CN 02139204 CN 02139204 A CN02139204 A CN 02139204A CN 1410595 A CN1410595 A CN 1410595A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- corrosion
- inhibiter
- weight
- acid
- solvent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)
Abstract
本发明提供了一种抑制碳钢CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法。所述的缓蚀剂包括：(A)10－40％(重量)松香胺 (B)5－30％(重量)单元酸 (C)5－30％(重量)硫脲及硫脲衍生物 (D)10－50％(重量)溶剂。该缓蚀剂利用分子设计方法采用大分子化合物和小分子化合物及特性吸附的阴离子相复配，可在较宽的温度范围较好地抑制管道碳钢材料在油田含CO2环境中的CO2腐蚀，无论对干净的或覆盖有腐蚀产物膜的管道材料表面均有较强的缓蚀作用，对油套管和集输管线提供了有效保护，比其它缓蚀剂产品更适用于油田含CO2油井实际工况。本发明的缓蚀剂产品具有适用范围广、用量少效率高、生产简便、无毒无异味、完全水溶等特点。
Description
技术领域
本发明属于金属材料的防腐技术，具体涉及一种抑制碳钢CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法，它特别适用于油田的CO2腐蚀的缓蚀。
背景技术
CO2腐蚀是油气田开采和集输管线遭遇的腐蚀形式之一。干的CO2气体是没有腐蚀性的，但CO2溶解于水溶液后比同pH的盐酸溶液的腐蚀性还强。随着超深井开发和油气井开采后期含水量的增大以及三注采油技术的推广应用，CO2腐蚀问题日趋严重。我国的很多油田如塔里木、长庆、四川、华北等油田都已面临严重的CO2腐蚀问题，CO2腐蚀引发的油套管穿孔和集输管线的破坏事故常有报导。
加注缓蚀剂是油气田系统常常采用的抑制CO2腐蚀的主要防护措施之一，具有操作方便、成本不高和安全有效等特点。我国油田目前所使用的抑制CO2腐蚀的缓蚀剂大多以咪唑啉为主要成分，复配其它有机物和溶剂所组成。如十七烯基咪唑啉(CN1052151A)，这种缓蚀剂主要用于集输管线和污水处理站，但其使用量大，效率低，成本高。咪唑啉复配乙基硫代磷酸酯制得的ID-1缓蚀剂(CN1043534A)，但该缓蚀剂只能使用在温度较低的情况下，且产物气味较大。咪唑啉与炔醇相复配的抑制CO2腐蚀效果较好，可用于较高温度下，如CN1277240A和CN1277241A，炔醇化合物的成本较高，同时有很高的毒性，对操作人员有很大的危害性。
在CO2腐蚀环境中，尤其是在高温情况下，管道碳钢材料表面常常伴随生成有腐蚀产物碳酸亚铁膜，这种腐蚀产物膜对所加注缓蚀剂的缓蚀性能影响很大，而以前的缓蚀剂均没有考虑这一点，无论是现场还是实验室的缓蚀剂性能评价试验通常都使用表面洁净的钢试样。事实上材料表面所生成的腐蚀产物膜对咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能影响很大，在覆盖有碳酸亚铁膜的金属材料表面，咪唑啉缓蚀剂的缓蚀率大大下降，甚至完全失效。这也是为什么油田用了咪唑啉类缓蚀剂但油田的CO2腐蚀问题一直没有解决的主要原因。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制碳钢CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂，该缓蚀剂能在含CO2环境中较好地抑制金属表面的腐蚀。本发明的缓蚀剂可用于较高温度和较高压力下含CO2的油井或集输管线系统中，对洁净或覆盖有腐蚀产物的金属材料表面都具有较强的保护，具有适用温度广(20℃-120℃)、用量少、效率高、制作简便、成本低廉、无毒无异味等特点；本发明还提供了该水溶性缓蚀剂的制备方法。
为实现上述目的，一种抑制碳钢CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂，其组分包括：
(A)10-40％(重量)松香胺
(B)5-30％(重量)单元酸
(C)5-30％(重量)硫脲或硫脲衍生物
(D)10-50％(重量)溶剂
其中单元酸为醋酸、丙烯酸和氯乙酸，溶剂为水、乙醇、乙二醇或异丙醇；硫脲衍生物的结构通式为：NH2CSNH-R，其中，R可以为H、NH2或CH3。
将上述各组分按配比混合搅拌均匀即可制得上述水溶性缓蚀剂。
本发明提供的缓蚀剂属于水溶性，利用分子设计方法采用大分子化合物和小分子化合物及特性吸附的阴离子相复配，无论在干净或覆盖有腐蚀产物膜的材料表面均有较强的缓蚀作用。该缓蚀剂产品在20℃-120℃，高压CO2环境的油水环境中，只须50-100mg/L即可有效控制CO2对油井油套管和集输管线的腐蚀，缓蚀率在80％以上。
具体实施方式
本发明给出了下述实验例，但是，这些实施例并不是用来以任何方式限制本发明的范围。
实施例1
将重量比为35％松香胺、10％丙烯酸、5％氨基硫脲和50％的乙二醇相互混合，搅拌均匀，制得完全水溶性的抑制CO2腐蚀缓蚀剂。
为了检验本缓蚀剂抑制CO2腐蚀的缓蚀效果，本发明采用了高温静态和高温动态两种方法模拟现场环境对其缓蚀效果进行了评价。试验所用的介质总矿化度为3.42×105mg/L油田油层水，材料为油田常用的J55钢。
表1给出了不同浓度下的该缓蚀剂在90℃、CO2分压为2.0MPa介质溶液中的评定结果，试验时间为72小时。
表1不同浓度下缓蚀剂的缓蚀效率
| 介质 | 腐蚀速率(mm/a) | 缓蚀率(％) |
| 0 | 2.37 | / |
| 50 | 0.39 | 83.7 |
| 70 | 0.20 | 91.4 |
| 100 | 0.11 | 95.4 |
表2为不同温度下该缓蚀剂在CO2分压为2.0MPa，流速为0.5m/s的介质溶液中的动态评定结果。试验时间为72小时，缓蚀剂浓度为100mg/L。
表2不同温度下缓蚀剂缓蚀效率试验结果
| 温度(℃) | 腐蚀速率(mm/a) | 缓蚀率(％) | |
| 空白 | 缓蚀剂 | ||
| 25 | 2.56 | 0.17 | 93.3 |
| 90 | 4.87 | 0.42 | 91.4 |
| 110 | 2.91 | 0.29 | 90.2 |
表3为该缓蚀剂材料预先在90℃，CO2分压为2.0MPa，流速为0.5m/s的介质溶液中预腐蚀48小时，材料表面覆盖有腐蚀产物膜后再在体系中加入缓蚀剂试验结果。缓蚀剂浓度为100mg/L。
表3预腐蚀48小时后缓蚀剂缓蚀效率试验结果
实施例2
| 温度(℃) | 平均腐蚀速率(48-72Hr) | 缓蚀率(％) | |
| 空白 | 缓蚀剂100mg/l | ||
| 90 | 1.34 | 0.17 | 91.3 |
将重量比为15％松香胺、20％醋酸、30％硫脲和35％的乙醇相互混合，搅拌均匀，制得完全水溶性的抑制管道钢CO2腐蚀缓蚀剂。
采用与实施1相同的实验方法模拟现场环境对其缓蚀效果进行了评价。试验所用的介质为3％NaCl水溶液，材料为油田用的N80管道钢。
表3为不同温度下该缓蚀剂在CO2分压为2.0MPa，流速为0.5m/s的介质溶液中的动态评定结果。试验时间为72小时，缓蚀剂浓度为100mg/L。
表4不同温度下缓蚀剂对N80钢缓蚀效率试验结果
| 温度(℃) | 腐蚀速率(mm/a) | 缓蚀率(％) | |||
| 空白 | 缓蚀剂(50mg/L) | 缓蚀剂(100mg/L) | 缓蚀剂(50mg/L) | 缓蚀剂(100mg/L) | |
| 25 | 2.85 | 0.45 | 0.17 | 84.2 | 94.5 |
| 90 | 5.34 | 0.96 | 0.40 | 82.1 | 92.6 |
| 110 | 3.24 | 0.60 | 0.31 | 81.4 | 90.4 |
表5为该管道钢材料预先在90℃，CO2分压为2.0MPa，流速为0.5m/s的介质溶液中预腐蚀48小时，材料表面覆盖有腐蚀产物膜后再在体系中加入缓蚀剂试验结果。缓蚀剂浓度为100mg/L。
表3预腐蚀48小时后缓蚀剂缓蚀效率试验结果
| 温度(℃) | 平均腐蚀速率(48-72Hr) | 缓蚀率(％) | |
| 空白 | 缓蚀剂(100mg/l) | ||
| 90 | 1.84 | 0.14 | 92.4 |
总之，本发明的缓蚀剂产品是一种完全水溶性的化学品，这种缓蚀剂适用范围广，能作用于干净的材料表面，也可作用于覆盖有腐蚀产物碳酸亚铁膜材料表面，因此本发明缓蚀剂比其它缓蚀剂产品更适用于油田含CO2油井实际工况。本发明的缓蚀剂还具有生产简单、无毒无异味、用量少等特点。向含有CO2的油井或集输管线中注入本发明的缓蚀剂，可大大抑制油套管和集输管线的腐蚀，降低生产成本。
Claims (4)
1.一种抑制碳钢CO2腐蚀的水溶性缓蚀剂，该缓蚀剂包括：
(A)10-40％(重量)松香胺
(B)5-30％(重量)单元酸
(C)5-30％(重量)硫脲或硫脲衍生物
(D)10-50％(重量)溶剂其中：
单元酸为醋酸、丙烯酸或氯乙酸中的一种或二种所组成，溶剂为水、乙醇、乙二醇或异丙醇中的一种或二种所组成，硫脲衍生物的结构通式为：NH2CSNH-R 其中，R可以为H，NH2或CH3。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其中所述的单元酸为醋酸或丙烯酸。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂，其中所述的溶剂为水或乙醇。
4.一种制备权利要求1所述缓蚀剂的方法，按下列配比将各组分混合，搅拌均匀即可：
(A)10-40％(重量)松香胺
(B)5-30％(重量)单元酸
(C)5-30％(重量)硫脲及硫脲衍生物
(D)10-50％(重量)溶剂其中：单元酸为醋酸、丙烯酸或氯乙酸中的一种或二种所组成，溶剂为水、乙醇、乙二醇或异丙醇中的一种或二种所组成，硫脲衍生物的结构通式为：NH2CSNH-R 其中，R可以为H，NH2或CH3。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021392048A CN1185368C (zh) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB021392048A CN1185368C (zh) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1410595A true CN1410595A (zh) | 2003-04-16 |
| CN1185368C CN1185368C (zh) | 2005-01-19 |
Family
ID=4749954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB021392048A Expired - Fee Related CN1185368C (zh) | 2002-10-24 | 2002-10-24 | 一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1185368C (zh) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100424228C (zh) * | 2006-01-14 | 2008-10-08 | 中国海洋大学 | 一种抑制碳钢腐蚀的缓蚀阻垢剂 |
| CN100591803C (zh) * | 2006-09-04 | 2010-02-24 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种抗h2s与co2联合作用下的缓蚀剂 |
| CN101063207B (zh) * | 2007-01-11 | 2010-09-22 | 南京信息工程大学 | 一种用于氨基酸基酸性气体吸收剂的复合缓蚀剂 |
| CN102071427A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-05-25 | 华中科技大学 | 一种用于抑制高温高压二氧化碳腐蚀的缓蚀剂及其制备方法 |
| CN103820789A (zh) * | 2014-02-24 | 2014-05-28 | 北京化工大学 | 复配型二氧化碳缓蚀剂 |
| CN104404525A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | 防止油气管线和设备腐蚀的方法及其专用制剂 |
| CN107620070A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-23 | 武汉楚博士科技有限公司 | 基于过期医疗药品的二氧化碳缓蚀剂及其制备方法与应用 |
| CN109554713A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-02 | 华中科技大学 | 酸性盐溶液中铝或铝合金固体缓蚀剂及其制备方法与应用 |
| CN114645278A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-06-21 | 天津新翔油气技术有限公司 | 一种二氧化碳缓蚀剂及其制备方法 |
-
2002
- 2002-10-24 CN CNB021392048A patent/CN1185368C/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100424228C (zh) * | 2006-01-14 | 2008-10-08 | 中国海洋大学 | 一种抑制碳钢腐蚀的缓蚀阻垢剂 |
| CN100591803C (zh) * | 2006-09-04 | 2010-02-24 | 中国石油集团川庆钻探工程有限公司 | 一种抗h2s与co2联合作用下的缓蚀剂 |
| CN101063207B (zh) * | 2007-01-11 | 2010-09-22 | 南京信息工程大学 | 一种用于氨基酸基酸性气体吸收剂的复合缓蚀剂 |
| CN102071427A (zh) * | 2010-12-14 | 2011-05-25 | 华中科技大学 | 一种用于抑制高温高压二氧化碳腐蚀的缓蚀剂及其制备方法 |
| CN103820789A (zh) * | 2014-02-24 | 2014-05-28 | 北京化工大学 | 复配型二氧化碳缓蚀剂 |
| CN104404525A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-03-11 | 中国海洋石油总公司 | 防止油气管线和设备腐蚀的方法及其专用制剂 |
| CN107620070A (zh) * | 2017-09-08 | 2018-01-23 | 武汉楚博士科技有限公司 | 基于过期医疗药品的二氧化碳缓蚀剂及其制备方法与应用 |
| CN107620070B (zh) * | 2017-09-08 | 2018-06-29 | 武汉楚博士科技有限公司 | 基于过期医疗药品的二氧化碳缓蚀剂及其制备方法与应用 |
| CN109554713A (zh) * | 2018-11-12 | 2019-04-02 | 华中科技大学 | 酸性盐溶液中铝或铝合金固体缓蚀剂及其制备方法与应用 |
| CN114645278A (zh) * | 2022-04-14 | 2022-06-21 | 天津新翔油气技术有限公司 | 一种二氧化碳缓蚀剂及其制备方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1185368C (zh) | 2005-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6399547B1 (en) | Well treatment fluids comprising mixed aldehydes | |
| Fink | Oil field chemicals | |
| CN104937068B (zh) | 适用作用于钻探工业的粘土和页岩抑制剂的聚氨基聚酰胺‑表氯醇树脂 | |
| EP2912212B1 (en) | Withanolide corrosion inhibitor for carbon steel | |
| US20080227668A1 (en) | Corrosion-inhibiting additives, treatment fluids, and associated methods | |
| HUE025249T2 (en) | Surfactants and Friction Reducing Polymers for Reducing Water Stopper and Gas Precipitation and Associated Methods | |
| CN1185368C (zh) | 一种抑制碳钢co2腐蚀的水溶性缓蚀剂及其制备方法 | |
| CN106609371A (zh) | 一种缓蚀剂及其制备方法和应用 | |
| WO2014193507A1 (en) | Branched emulsifier for high-temperature acidizing | |
| WO2014178738A1 (en) | Water-soluble corrosion inhibitor for protection of lifting casings and natural gas pipelines as well as the method of its production. | |
| US20160362598A1 (en) | Decreasing corrosion on metal surfaces | |
| WO2009067362A2 (en) | Treatment fluids that increase in viscosity at or above a threshold temperature and methods of formulating and using such fluids | |
| CN102757773A (zh) | 强抑制性无固相碱性完井液 | |
| WO2018175782A1 (en) | Formulation and method for dissolution of metal sulfides, inihibition of acid gas corrosion, and inhibition of scale formation | |
| CN1144856C (zh) | 一种油田用新型抗co2腐蚀缓蚀剂 | |
| CA2679872C (en) | Corrosion inhibiting compositions comprising unsaturated aldehydes, sulfur compounds, and nitrogen based surfactants | |
| US20150159077A1 (en) | Henna Corrosion Inhibitor for Acid in a Well | |
| WO2014109820A1 (en) | A treatment fluid containing a c0rr0sion inhibitor polymer of a carbohydrate and quaternary amine | |
| CN1144857C (zh) | 一种油田注水缓蚀剂 | |
| CN111020596A (zh) | 一种气井水溶性缓蚀剂及其制备方法 | |
| Azeez et al. | Investigation of carboxymethyl cellulose and barite additives on the corrosion characteristics of water-based drilling mud | |
| CA3050258A1 (en) | Synergistic corrosion inhibitors | |
| US20230104838A1 (en) | Systems and methods for providing fluid lighteners while reducing downhole emulsifications | |
| EP2852652A1 (en) | A treatment fluid containing a corrosion inhibitor of a polymer including a silicone and amine group | |
| CN116410722B (zh) | 完井液用复配缓蚀剂、高密度无固相完井液及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |