缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法
【专利摘要】本发明公开了一种缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，包括：(a)配置氯化钠完井液备用；(b)加工实验试片，并测量其尺寸，记录数据；(c)取氯化钠完井液置于实验容器中；(d)加入缓蚀剂，调节pH值为7.0～9.0；(e)置于实验容器中，然后置于80～100℃的恒温水浴中，腐蚀反应48～96h；(f)冲洗，将其除锈；(g)实验试片清洗，并放入干燥器中至恒重，称量并记下数据；(h)根据测得的数据，计算出实验试片的腐蚀率，从而得出缓蚀剂的缓蚀性能。本发明能快速测定出缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能，且测试结果准确，测试步骤简单，测试成本低，为缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系提供了理论基础。
【专利说明】缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法。
【背景技术】
[0002]在石油工业中，缓蚀剂类化合物主要用作润滑油极压抗磨剂，高温抗氧剂。由于现在普遍使用的二硫代磷酸盐类润滑油抗磨添加剂中的磷元素会使发动机废气转换装置的催化剂中毒失效，再者基于环保方面的考虑，各国均对机油等润滑油中磷的含量作了严格的规定，要求使用低灰、低磷润滑油。缓蚀剂类化合物因具有优异的极压抗磨及高温抗氧化性能，且不含磷元素，毒性低，有望成为二硫代磷酸盐类润滑油抗磨添加剂的替代产品。对新型缓蚀剂类化合物的合成及其作为润滑油抗磨抗氧剂的应用研究成为当今润滑油添加剂的一个研究热点。
[0003]目前，缓蚀剂及其衍生物作为除油剂、水质净化剂、阻垢剂、成膜剂和抗压添加剂等广泛应用于橡胶、石油、农业、矿业、医药、环境保护和分析化学等领域。以后，该类物质的应用领域将进一步扩大。
[0004]在橡胶工业中，缓蚀剂类化合物主要用作橡胶硫化促进剂。其促进硫化功效很大，作为第二促进剂与次磺酞胺类硫化促进剂并用，可缩短硫化时间，目前其用量仅次于次磺酞胺类促进剂。
[0005]在塑料工业中，缓蚀 剂类化合物的应用主要有两个方面。一方面是用作高分子聚合时的引发剂。缓蚀剂作为光活化型剂可有效地控制所得聚合物的分子量、分子量分布、端基结构、侧基结构、单体的排列顺序及某些聚合物的立构规整性等，还可通过分子设计而合成多种多样的、具有特定性能或功能的多组分共聚物以及具有特殊几何形状的的模型聚合物等；另一方面是用作塑料抗氧剂及光降解敏化剂，作为塑料光解敏化剂的以二硫代氨基甲酸铁类物质研究得最多。
[0006]在矿业中，缓蚀剂类化合物主要用作浮选捕收剂。二烷基缓蚀剂类化合物是一种高效的金属硫化矿捕收剂，具有捕收能力强、选择性高、用药量少、浮选速度快等特点。常用作方铅矿、黄铜矿等矿物的浮选捕收剂。如~二乙基二硫代氣基甲酸纳(硫氣九号)常在闻碱条件下用来进行方铅矿与闪锌矿、黄铁矿的浮选分离，它对方铅矿表现较强的捕收作用。
[0007]在农业中，缓蚀剂类化合物主要用作农用杀菌剂。经过几十年的发展，已开发了福美铁、福美锌、福美双、代森钠、代森锌、代森锰和代森锰锌等杀菌剂，其中用途最广的是代森锰锌。
[0008]在医学上，缓蚀剂类化金物主要是用作重金属中毒的解毒剂、用作抗癌剂、用作免疫调节剂、医用抗氧剂及外用杀菌剂。
[0009]在分析化学中，缓蚀剂类化合物主要作为萃取络合剂，用于色谱、光谱分析的分离及预富集。可用于分析砷、铬、铅、铜、镍、锌、锰、银等多种金属及非金属元素的微量分析。
[0010]除了中和性能的水处理剂，大部分水处理用的缓蚀剂的缓蚀机理是在与水接触的金属表面形成一层将金属和水隔离的金属保护膜，以达到缓蚀目的。根据缓蚀剂形成的保护膜的类型，缓蚀剂可分为氧化膜型、沉积膜型和吸附膜型缓蚀剂。
[0011]铬酸盐、亚硝酸盐、钥酸盐、钨酸盐、钒酸盐、正磷酸盐、硼酸盐等均被看作氧化膜型缓蚀剂。铬酸盐和亚硝酸盐都是强氧化剂，无需水中溶解氧的帮助即能与金属反应，在金属表面阳极区形成一层致密的氧化膜。其余的几种，或因本身氧化能力弱，或因本身并非氧化剂，都需要氧的帮助才能在金属表面形成氧化膜。由于这些氧化膜型缓蚀剂是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的，这些阳极缓蚀剂能在阳极与金属离子作用形成氧化物或氯氧化物。沉积覆盖在阳极上形成保护膜，以铬酸盐为例，它在阳极反应形成Cr (OH) 3和Fe (OH) 3，脱水后成为Cr03和Fe203的混合物(主要是Y _Fe203)在阳极构成保护膜。因此有时又被称作阳极型缓蚀剂或危险型缓蚀剂，因为它们一旦剂量不足(单独缓蚀时，处理IL水，所需剂量往往高达几百、甚至过千毫克)就会造成点蚀，使本来不太严重的腐蚀问题，反而变得更加严重。氯离子、高温及高的水流速都会破坏氧化膜，故在应用时，要根据工艺条件，适当改变缓蚀剂的浓度。硅酸盐也可粗略地归到这一类里来，因为它主要也是通过阻抑腐蚀反应的阳极过程来达到缓蚀的。但是，它不是通过与金属铁本身、面可能是由二氧化硅与铁的腐蚀产物相互作用，以吸附机制来成膜的。
[0012]在环境保护中，由于缓蚀剂类化合物具有极性基，这种极性基中的硫离子原子半径较大，带负电，易于与废水中的金属阳离子成键，生成难溶的缓蚀剂，因此，常用作萃取鳌合剂。主要应用于两个方面。一方面用低分子量的缓蚀剂作沉淀浮选剂和溶剂气浮捕收齐U，分离废水处理中的重金属离子以及用作超临界流体络合萃取中的络合剂。再者是将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，制备具有一定机械强度的鳌合树脂或水溶性的鳌合树脂。水溶性的缓蚀剂鳌合树脂是二十世纪九十年代在美国发展起来的新型油田污水处理剂，具有高效除油性能，同时还具有杀菌、防垢、缓蚀等功能。
[0013]目前我国大部分油田都采用了注水开发方式。随着油田注水的进行，油田污水的处理和回注越来越受到重视。管道腐蚀是油田污水的处理和回注过程中遇到的最严重的问题之一。因为油田含油污水水质复杂，含有许多对钢材有害成分，矿化度较高，含有溶解盐及溶解氧等，这样的污水回注地层后对注水系统中的金属设备和管道会产生严重的腐蚀。控制和预防腐蚀的途径有很多种，油田主要采用添加缓蚀剂来解决这个问题。这就很有必要研究在不同矿化度条件下的缓蚀性能。
[0014]完井液对金属的腐蚀问题历来就受到国内外关注。因为在完井作业过程中，油层套管、油管及井下工具等钢材设备也受到完井液腐蚀。特别是，在海洋作业完井作业需要大量的完井液，在配制完井液时，要根据地层岩石性质和压力加入各种盐，使用的无固相盐水完井液中，含有NaCl、CaC12、MgC12、ZnC12、KCl、KBr、CaBr2和ZnBr2等盐以及为为了保护超低渗、超低孔油藏的复杂、特殊的储层而设计完井液体系都会造成油气井管材和井下金属设备腐蚀，有时还可能导致井下管材突发性破裂事故，造成严重经济损失。而金属腐蚀的本质是金属通过与周围介质发生化学作用或电化学作用而造成金属被破坏。因此在油气井完井作业过程中，尤其在高温深井和超深井进行完井作业，重要任务之一是要解决完井液对套管、油管及井下金属设备的腐蚀问题。因此，在完井作业流体的选择上，除了作业本身对完井液体系的特性有一定要求外完井液体系对金属材料的腐蚀研究与金属防护工作也非常重要。为将完井液腐蚀造成的损失降低到最小限度，研究者创造和发展了很多防腐方法，加入缓蚀剂是最经济有效而且最为方便的方法。
【发明内容】
[0015]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，该测定方法能快速测定出缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能，且测试结果准确，测试步骤简单，测试成本低，为缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系提供了理论基础。
[0016]本发明的目的通过下述技术方案实现:一种缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，包括:(a)首先，配置氯化钠完井液备用；(b)加工实验试片，并测量其尺寸，记录数据；(C)然后，取一定量的氯化钠完井液置于实验容器中；(d)向实验容器中加入一定量的缓蚀剂，并调节其pH值为7.0?9.0 ; (e)将实验试片置于实验容器中，然后置于80?100°C的恒温水浴中，腐蚀反应48?96h ； (f)取出实验试片冲洗，将其放入除锈剂中浸泡除锈；(g)将除锈后的实验试片清洗，并放入干燥器中至恒重，分别称量并记下数据；
(h)根据测得的数据，分别计算出实验试片的腐蚀率，从而得出缓蚀剂的缓蚀性能。
[0017]所述步骤(d)中，还包括清洗步骤:取试片放入盛有石油醚的器皿中，用脱脂棉去除试片表面污物，并连续清洗两次。
[0018]所述试片通过干燥机进行干燥，且干燥温度为100°C。
[0019]所述完井液为海水为基液以氣化纳加重的完井液体。
[0020]所述反应温度为90°C。
[0021]所述步骤(d)中，调节其pH值为8.0。
[0022]所述步骤(e)中，置于90°C的恒温水浴中，腐蚀反应72h。
[0023]综上所述，本发明的有益效果是:能快速测定出缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能，且测试结果准确，测试步骤简单，测试成本低，为缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系提供了理论基础。
【专利附图】
【附图说明】
[0024]图1为缓蚀剂缓蚀性能的示意图。
【具体实施方式】
[0025]下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。
[0026]实施例:
[0027]本发明涉及的一种缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，包括:
(a)首先，配置氯化钠完井液备用；(b)加工实验试片，并测量其尺寸，记录数据；(C)然后，取一定量的氯化钠完井液置于实验容器中；(d)向实验容器中加入一定量的缓蚀剂，并调节其pH值为7.0?9.0 ; (e)将实验试片置于实验容器中，然后置于80?100°C的恒温水浴中，腐蚀反应48?96h ;(f)取出实验试片冲洗，将其放入除锈剂中浸泡除锈；(g)将除锈后的实验试片清洗，并放入干燥器中至恒重，分别称量并记下数据；(h)根据测得的数据，分别计算出实验试片的腐蚀率，从面得出缓蚀剂的缓蚀性能。[0028]所述步骤(d)中，还包括清洗步骤:取试片放入盛有石油醚的器皿中，用脱脂棉去除试片表面污物，并连续清洗两次。
[0029]所述完井液为海水为基液以氯化钠加重的完井液体。
[0030]本实施例模拟油田环境要求，以海水配制的NaCl为加重剂以及HCS粘土稳定剂、BPA封堵漏剂、CD-1防垢剂、CMHEC增稠剂配制而成的完井液，考虑到pH值越大，完井液腐蚀介质体系对钢材的腐蚀越小，本实验就确定pH值为8.0，在不同密度、不同完井液体系条件下来研究缓蚀剂对钢的缓蚀性能，实验条件:温度为90°C，时间为72h，pH值为8.0，DTC-1加量为140mg/L,实验结果如下表和图1所示:
[0031]
【权利要求】
1.缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，包括:(a)首先，配置氯化钠完井液备用；(b)加工实验试片，并测量其尺寸，记录数据；(c)然后，取一定量的氯化钠完井液置于实验容器中；(d)向实验容器中加入一定量的缓蚀剂，并调节其pH值为7.0?9.0 ; (e)将实验试片置于实验容器中，然后置于80?100°C的恒温水浴中，腐蚀反应48?96h ； (f)取出实验试片冲洗，将其放入除锈剂中浸泡除锈；(g)将除锈后的实验试片清洗，并放入干燥器中至恒重，分别称量并记下数据；(h)根据测得的数据，分别计算出实验试片的腐蚀率，从而得出缓蚀剂的缓蚀性能。
2.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述步骤(d)中，还包括清洗步骤:取试片放入盛有石油醚的器皿中，用脱脂棉去除试片表面污物，并连续清洗两次。
3.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述试片通过干燥机进行干燥，且干燥温度为100°c。
4.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述完井液为海水为基液以氣化纳加重的完井液体。
5.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述反应温度为90°C。
6.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述步骤(d)中，调节其pH值为8.0。
7.根据权利要求1所述的缓蚀剂应用于氯化钠完井液体系的缓蚀性能测试方法，其特征在于，所述步骤(e)中，置于90°C的恒温水浴中，腐蚀反应72h。
【文档编号】G01N5/04GK103808607SQ201210483429
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2012年11月13日 优先权日:2012年11月13日
【发明者】吴启洪 申请人:吴启洪