含氮杂环衍生物的制备及其性能评价

为了减缓页岩气井钻采过程中金属设备出现的腐蚀与磨损问题,以苯并三氮唑、甲醛、苯乙酮、氯乙酸钠为原料制备出一种具有缓蚀性能、润滑性能的含氮杂环衍生物ZP来延长钻井金属设备的使用寿命。采用失重法、电化学法分析含氮杂环衍生物ZP在腐蚀介质中的缓蚀行为,采用极压润滑仪、四球摩擦磨损试验机测试其在盐水钻井液中的润滑效果,通过分子动力学模拟法研究含氮杂环衍生物ZP对N80钢表面的吸附性能。实验表明:含氮杂环衍生物ZP在盐水钻井液以及盐水溶液中均表现出优异的缓蚀性能,使N80钢的腐蚀速率远小于0.0760 mm/a,其缓蚀效率高于70.00%,且属于以抑制阴极过程为主的混合控制型缓蚀剂。含氮杂环衍生物ZP分子可自发吸附在铁晶胞表面,挤走表面H2O分子,形成一层致密的油膜,起到润滑作用,使盐水钻井液的润滑系数低于0.100,且与盐水钻井液具有良好的配伍性能。