【正文】 Chiaho Yu. Formation of nanostructured YSZ/Ni anode with pore channels by plasma spraying[J]. Surface amp。 在論文即將完結(jié)之際，向那些曾經(jīng)幫助和鼓勵過我的老師、同學(xué)深表感謝。本文能夠成功的完成，要特別感謝我的導(dǎo)師 石志強(qiáng)教授和侯振波副教授 的 親切 關(guān)懷和教導(dǎo)。這個在實際生產(chǎn)中也是一個重大因素，在不同季節(jié)加藥時的周期也會隨著溫度的變化有很大的變化。 可能是由于緩蝕劑不溶于原油，其僅在重力作用下通過油帽子，另外，加大緩蝕劑的添加量可以減小緩蝕劑通過油帽的時間，但效果并不顯著。 然后通過計時器記下緩蝕劑通過各個檢測口時的時間。 因此，現(xiàn)場加注時選擇的緩蝕劑濃度越高，緩蝕效果相對更好。 緩蝕率/%擴(kuò) 散 距 離 / m0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 001 53 04 56 07 5 1 : 3 7 5 0 p p m 5 5 0 p p m 2 5 0 p p m 圖 45 分鐘時不同濃度注液緩蝕率的分布 從圖 42 到圖 45 可以看出，緩蝕劑的緩蝕率隨取樣 時間的延長和擴(kuò)散距離的增大基本呈下降趨勢，但規(guī)律并不明顯。在這個圖像中，一分鐘還有兩分鐘的大都可以以為緩蝕劑作用很小，可以基本上以為它沒有起作用。 表 42 750 ppm 的緩蝕率 (%) 到頂液面距離 /m 取樣時間 /min 第 4章 結(jié)果分析與討論 16 0 . 5 1 . 0 1 . 5 2 . 03 04 05 06 0 緩蝕率/%擴(kuò) 散 距 離 / m0 . 5 m i n1 . 0 m i n2 . 0 m i n 圖 42 750 ppm 緩蝕率的分布變化 從這個圖像可以看出：在這個圖中，可以看到一個大的趨勢，隨著距離的越來越遠(yuǎn)，緩蝕劑的 緩蝕作用都在普遍下降。 試驗方法： （ 1） 將水注入 模擬裝置，通過加料口或放氣口的閥門調(diào)節(jié)液位；逐步提高并達(dá)到預(yù)定的產(chǎn)液速度，觀察、調(diào)節(jié)液位，直至液位穩(wěn)定； （ 2） 由進(jìn)料口用泵抽入預(yù)定濃度的 1L 緩蝕劑， 由 CST800E 多通道快速腐蝕 測試儀通過 4 個檢測口檢測、記錄緩蝕效果與起效時間 ； （ 3） 反復(fù)放空、注水，清洗模擬裝置 ，重復(fù)上述步驟，進(jìn)行下一產(chǎn)液速度的試驗 ； （ 4）產(chǎn)液速度取 L/min，緩蝕劑加藥量為 1 L，緩蝕劑濃度分別為 1： 3 原液、750 ppm、 550 ppm、 250 ppm。 試驗方法： 利用線性極化技術(shù)，用自制井液流態(tài)模擬裝置進(jìn)行實驗，套管下端加水，上端加油。 （ 5） 1L 緩蝕液的灌注時間約為 10s，考慮取樣耗時，取樣時間定為灌注后 、1 min、 2 min。 出液口加料口檢 測口 4檢 測口 3檢測口2檢測口1 進(jìn)液口 第 3章 實驗裝置以及實驗步驟 12 實驗裝置的模擬動態(tài)圖如圖 31 所示。因此，研究緩蝕劑在金屬基體和在腐蝕產(chǎn)物膜上的吸附行為 ,對于緩蝕劑的注入方式、注入量及注入周期有重要的理論和現(xiàn)實意義。 [1718] 處于 CO2 腐蝕環(huán)境中的金屬，其表面往往會形成一層主要由 FeCO3， Fe3O4 和 Fe2O3 等組成的腐蝕膜，這種腐蝕膜的組成、結(jié)構(gòu)、形貌大多都是取決于環(huán)境條件和金屬材料的組成及其結(jié)構(gòu)狀態(tài)。 [1516] 在現(xiàn)在的實際生產(chǎn)中，我們向井下注入大量的緩蝕劑是我們現(xiàn)在減緩井下油管腐蝕的主要方法，也是到目前為止最有有效的方法。為了很好有效地解決這一系列的腐蝕問題，經(jīng)常采用添加緩蝕劑的方法來減慢腐蝕的發(fā)生。但目前所做的研究中基本上都是針對靜態(tài)、低流速 (準(zhǔn)靜態(tài) )和由氣 /液兩相所形成的彈狀流 ( slug flow)條件 ,為了提高油氣開采和輸 運(yùn)過程的效率，必然會加大流速，此時油 /氣 /水多相流對注采設(shè)備會造成極大的危害，國內(nèi)外對緩蝕劑在這種高流速情況的緩蝕理論及合理利用的研究還十分缺乏 ,以靜態(tài)或準(zhǔn)靜態(tài) (低速攪拌 )條件下的實驗和理論為基礎(chǔ)研制和篩選出的緩蝕劑能否適合于高流速、多相流的工礦條件尚需進(jìn)一步研究證實 .為深入研究緩蝕劑在動態(tài)下的性能 ,了解緩蝕劑在靜態(tài)條件下的性能相當(dāng)必要。 緩蝕劑靠吸附在材料表面起作用，所以材料表面狀態(tài)對緩蝕效率有很大影響。 流速對緩蝕效率的影響同樣很大，一般有以下三種情況： （ 1）流速加快，緩蝕效率下降，甚至緩蝕劑反而變成腐蝕促進(jìn)劑。 （ 3）當(dāng)緩蝕劑濃度不足時，會發(fā)生腐蝕增強(qiáng)和點(diǎn)腐蝕的現(xiàn)象。在這種情況下，我們就會考慮一個中庸的方法，緩蝕劑作用最好，并且消耗也最少的一種雙贏的方式。此外，緩蝕劑濃度、溫度、水流流速、材料表面狀態(tài)、緩蝕劑之間的協(xié)同作用都會或多或少的影響到緩蝕劑緩蝕作用的效率。例如，有機(jī)胺類化合物在酸性介質(zhì) 中，氮原子接受一個質(zhì)子而轉(zhuǎn)化為烷基胺陽離子，該陽離子被金屬表面帶負(fù)電荷部分所吸 第 2章 腐蝕、緩蝕劑的基本理論知識 8 引，形成單分子的吸附層，就是典型的物理吸附 [12]。它的作用機(jī)理主要是形成緩蝕劑膜，緩蝕劑分子，特可以分為極性基還有非極性基，當(dāng)二者同時作用的時候就會形成一張緩蝕劑膜，從而延緩腐 蝕的進(jìn)行，膜的形成可以用一下來形容：當(dāng)緩蝕劑分子有極性基的那一頭，慢慢地在金屬表面附著在上面時，它的另外一個非極性基就會由于分子間作用力的作用慢慢地結(jié)合在一起，從而像織網(wǎng)一樣，結(jié)成一張大的緩蝕劑膜，從而起到緩蝕的效果。其中適用于油氣井的 CO2 緩蝕劑有由中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院研發(fā)的 CT21（油溶性，抑制油氣井H2S、 CO Cl） , CT24（水溶性）， CT214（適用于產(chǎn)水量大的井）， CT215（油溶于水分散性）；陜西省石油化工研究設(shè)計院腐蝕與防護(hù)技術(shù)研究所研發(fā)的 AH304 油田酸化緩蝕劑， SD815 油田注水緩蝕劑；中國石油天然氣集團(tuán)公司石油管材研究所研制的TG100、 TG300 抗 CO2腐蝕 注水緩蝕劑等。更為嚴(yán)重的是它具有毒性，對環(huán)境有污染作用；因此，在對環(huán)境問題越來越重視的今天，成膜型緩蝕劑的應(yīng)用越來越受到局限，對它的研究也比較少。 [11]緩蝕劑用 于中性介質(zhì)（ 鍋爐 用水、循環(huán)冷卻水）、酸性介質(zhì)（除鍋垢的鹽酸，電鍍前鍍件除銹用的酸浸 溶液 ）和氣體介質(zhì)（ 氣相緩蝕劑 ）。 （ 5）流速對 CO2腐蝕的影響 在注采井作業(yè)過程中，流速對 CO2流 體流動狀態(tài)有影響。 [9] （ 2）， CO2 分壓及系統(tǒng)總 壓對腐蝕的影響 當(dāng) CO2 分壓低于 時 ,易發(fā)生CO2 的均勻性腐蝕；當(dāng) CO2 分壓在 ～ 的時候，那么在這個時候就會發(fā)生腐蝕程度為中度腐蝕的小孔腐蝕現(xiàn)象；當(dāng) CO2 分壓大于 時 ,這個時候就會發(fā)生非常嚴(yán)重的局部性腐蝕，這個是最強(qiáng)烈的。一般我們會得出一個結(jié)論： CO2的腐蝕速度會隨著試樣表面的含水量的增加，而出現(xiàn)上升的趨勢。最近的 Crolet 等人 [7]提出了的反應(yīng)可能是到目前為止最合適的機(jī)理。其實呀，我們已經(jīng)提出了很多很多的腐蝕機(jī)理，可是，每一項機(jī)理他的適用范圍就是很小。到目 第 2章 腐蝕、緩蝕劑的基本理論知識 4 前為止，我們還沒有很好地解決 CO2的腐蝕性問題。從此以后，人們就慢慢地把 CO2的腐蝕性問題拉入了重點(diǎn)研究對象的名目中，人們也開始了大量的研究 CO2 腐蝕。 CO2腐蝕概述 CO2腐蝕的定義 CO2 腐蝕是在我們生產(chǎn)石油行業(yè)中一種十分普遍的腐蝕現(xiàn)象。金屬材料的力學(xué)性能會因 這些反應(yīng)的發(fā)生從而形成顯著降低，比如強(qiáng)度降低，塑性變?nèi)醯鹊?。并且在以往的研究中，很多的科學(xué)家都是采用的靜態(tài)或者是小流速的狀態(tài)，可是我們的生產(chǎn)大多 都是在動態(tài)之中，這樣就面臨了一個問題，研究的理論是一方面，但是對于實際生產(chǎn)毫無作用?？墒菍τ诰徫g劑的用量，還有加藥周期，以及其他方面的各種成本，都成為了困擾采油的一大難題。這是還剩下了一半的石油還在井下，就是第三次采油了。在我們的日常生產(chǎn)中，這種方法是非常的常用的，原因在于開采石油都分為三個階段，第一 個階段都是由于井下的地壓的作用會自動的將石油噴發(fā)出來，因為有足夠的壓力，不需要人為采用一些措施，就可以直接采到石油，可是相對而言，這個第一次采油他的相對含量是很少的，如果我們已經(jīng)探測出來的為完整的一百分，第一次采油我們所獲得的只會是十五分，還有剩余的八十五分都還在井下面，從而在這個時候，我們就會采用第二次采油了，當(dāng)油層中的石油，在噴出一定數(shù)量的時候，因為油層壓力的消失，就會停止自動噴出，但是此時油層里面還有大量未經(jīng)開采過的石油，這時候我們就必須將余下油層里面的大量石油通過抽油機(jī)抽出來。 第 1章 引言 1 第 1 章 引言 由于在開采石油過程中產(chǎn)生二氧化碳腐蝕，所以使得我們對于如何減緩二氧化碳腐蝕隨著一方面做了大量研究，對于如何使緩蝕劑作用最大化，這是我們研究的主 要目的。通過井液流態(tài)來模擬在井 下產(chǎn)油過程，本課題主要研究了在不同的緩蝕劑濃度的情況下，緩蝕劑所產(chǎn)生作用的不同結(jié)果，在此同時我們還做關(guān)于含油率對其作用的影響，最后我們得出了結(jié)論，在同一口井的情況下，相對高的緩蝕劑濃度，對于緩蝕劑的效果更加好。 本 科 畢 業(yè) 論 文 題 目： 緩蝕劑濃度對緩蝕劑擴(kuò)散規(guī)律的影響 學(xué)生姓名：張 建 學(xué) 號： 專業(yè)班級： 指導(dǎo)教師： 2020 年 6 月 18 日中國石油大學(xué)（華東）本科畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 緩蝕劑濃度對緩蝕劑擴(kuò)散規(guī)律的影響 摘 要 在生產(chǎn)石油的過程中，由于二氧化碳的存在，會對我們的采油設(shè)備產(chǎn)生一定的腐蝕，導(dǎo)致我們的裝備的快速老化，壽命縮短。 比如產(chǎn)液速度、緩蝕劑濃度，油帽子高度，含油率等很多因素。 附錄 A 名詞術(shù)語及縮略詞 .............................................