海上油田用清水剂制备及应用研究

为开发性能优异的二硫代氨基甲酸盐(Dithiocarbamate,DTC)清水剂产品,提升海上油田水处理能力,在室内分别采用有机胺中间体(YF-02)、聚醚胺(T-403)及四乙烯五胺在碱性条件下,用CS_(2)改性得到3种DTC清水剂NQ-101、NQ-102和NQ-103,并对3种DTC清水剂进行了红外光谱表征,在油田现场与在用清水剂Q-30A进行了瓶试对比,同时对性能优异的产品进行了现场中试和常规应用。结果显示,3种DTC清水剂与在用清水剂Q-30A的性能排序为:NQ-101>Q-30A>NQ-103>NQ-102;对NQ-101进行现场中试时,2个旋流气浮处理装置(Compact Flotation Unit,CFU)出口水中含油浓度(OIW)平均值分别由20.1 mg/L和17.5 mg/L降至12.9 mg/L和11.2 mg/L,清水效果明显优于Q-30A的清水效果;在进行油田提产及NQ-101注入点后移时,外排水OIW仍保持在20 mg/L内,满足现场生产要求。对生产流程中各种离子进行检测,验证了DTC清水剂的作用机理;常规应用发现,NQ-101生产流程稳定,现场应用效果良好。通过清水剂合成和现场应用,成功开发出了性能优异的DTC清水剂产品,有效提升了海上石油平台含油污水处理能力。

硫脲基咪唑啉缓蚀剂的合成及生产应用

为满足海上油田集输管线的腐蚀防护需求,解决南海某油田高CO_(2)含量、高矿化度和高流速等复杂工况下的腐蚀问题,实验室内以月桂酸及二乙烯三胺为原料合成出咪唑啉中间体,经硫脲改性和复配后获得水溶性硫脲基咪唑啉缓蚀剂。参照该南海油田工况条件开展静态挂片腐蚀评价实验并确定出产品配方,随后对该配方进行工业放大生产获得工业中试样品。通过对室内合成和工业中试的两个样品开展动态挂片腐蚀评价实验发现,两个样品对X65碳钢的缓蚀率均在98%以上。将工业中试复配的产品推广至目标油田现场进行应用,成功将平均腐蚀速率控制在0.01559 mm/a左右,取得了良好的缓蚀效果。实践证明,水溶性硫脲基咪唑啉缓蚀剂能够很好地解决该类复杂工况条件下的油田管道腐蚀问题,具有良好的应用前景。

咪唑啉缓蚀剂疏水基链对缓蚀性能的影响

为了解释咪唑啉疏水基链在钢铁防腐蚀中的作用,选用两种疏水基链长度差异较大的咪唑啉缓蚀剂作为研究对象,通过计算机分子动力学模拟和量子化学计算方法探究了疏水基链长度对缓蚀剂缓蚀性能的影响原因。计算机分子动力学模拟结果显示,吸附过程中碳链阻碍了水分子接近铁表面;量子化学计算结果表明,疏水基链长度的增加使得分子的质量和供电子能力增加,进而增加了分子与铁之间的相互作用,有效地抑制了铁因腐蚀失去电子的倾向。研究结果显示咪唑啉缓蚀剂疏水基链对铁的防腐蚀具有重要作用。

糠酸咪唑啉双杂环缓蚀剂的合成及性能评价

为进一步开展杂环缓蚀剂的合成研究,实验室选取了含有呋喃环的糠酸作为缓蚀剂合成原料,与二乙烯三胺在二甲苯携水条件下合成了糠酸咪唑啉,并经进一步复配后获得糠酸咪唑啉缓蚀剂。通过配置油田高矿化度模拟水样并开展动态挂片腐蚀评价实验,结果表明该具备呋喃环和咪唑啉环的双杂环缓蚀剂针对该较高流速和较高CO_(2)分压条件下的腐蚀工况具有良好的缓蚀效果。

西江X平台油气开采用新型防垢剂的制备及应用

针对西江X平台处理液矿化度升高,特别是Ca^(2+)、Mg^(2+)沉积严重的问题。以马来酸酐、甲基丙烯酸和苯乙烯磺酸钠为原料,制备了防垢剂BHF-302D,优化了其合成条件,表征了其结构、热稳定性和配伍性,并与现用防垢剂NFFGG-098、NFFGG-099进行了室内性能对比。结果表明:BHF-302D的最优合成条件为:n(EAS)∶n(MA)∶n(SS)=1.0∶0.2∶0.4,引发剂加量为总单体质量的4%,反应温度为85℃,反应时间为4 h。BHF-302D的热稳定性良好,于180℃开始分解,能满足现场使用需求。与NFFGG-098和NFFGG-099相比,BHF-302D和现场水的配伍性更好。防垢率对比结果表明:当加量为4 g/L时,BHF-302D的防垢率高达96.57%,效果明显优于防垢剂NFFGG-098和NFFGG-099。对防垢剂BHF-302D进行现场试验后的结果表明:该防垢剂能有效解决西江X平台结垢问题。

海上油田清水剂配伍性实验研究

为考察二硫代氨基甲酸盐清水剂Q-405与其他化学药剂的配伍性,将Q-405分别与3种破乳剂(P-101、P-102、P-103)、3种缓蚀剂(HH-03、HH-04、HH-06)和3种杀菌剂(HS-20、HS-22、HS-27)进行配伍性实验,主要考察水质、脱水速率和缓蚀性能。研究结果显示,清水剂Q-405与丙烯酸改性聚醚类破乳剂P-101具有最好的脱水速率和水质配伍性,与非离子型咪唑啉缓蚀剂HH-03和HH-04具有更好的缓蚀性能和水质配伍性,与季磷盐型杀菌剂HS-20和HS-22具有更好的水质配伍性。实验结果为化学药剂的优化升级提供了参考。