SYT5405-1996酸化缓蚀剂性能的试验方法及评价指标

S丫中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405一一1996酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标19961215发布19970630实施中国石油天然气总公司发布月1言本标准对SY540591盐酸酸化缓蚀剂性能的试验方法及评价指标和SY5451一92土酸酸化缓蚀剂试验方法及评价指标进行了综合、修订、补充本标准规定了六项酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标本标准保留了原标准中经实践证明适合我国酸化用缓蚀剂性能试验方法的部分内容增补了下列内容一一乏酸腐蚀试验方法，以测定乏酸中缓蚀剂防腐蚀、防点蚀性能长岩心流动试验方法，以测定缓蚀剂对地层损害的程度和深度本标准力求实用，删除了原标准SY545192中二一一一第7章稀土酸中通氧动态腐蚀试验方法州第9章缓蚀剂在酸中残渣分析方法一第11章现场试验方法。本标准参考美国ASTM/G389标准，增补了恒电位极化曲线法测定腐蚀速率，以直接、快速测定缓蚀剂缓蚀性能。本标准为适应技术发展需要，力求先进准确，吸收采纳了下列美国ASTM标准系列的部分内容二一一一ASTM/G1701994中625以避免标记试片时产生应变CK一一ASTM/G31721990中731，通过计算统一规定试片孔径ASTM/G31721990中892，统一规定单位试片表面积用酸体积一一一ASTM/G4694中A,，规定测点蚀显微镜放大倍数为200倍一，ASTM/G4694中632。以正确描述点蚀程度一一一ASTM/G4694中621，统一规定点蚀指标一一一ASTM/G3891994，以规定腐蚀试验中的电化学方法。本标准从生效之日起、同时代替SY540591及SY545192本标准的附录A是提示的附录本标准由石油工业标准化技术委员会提出并归口本标准由中国石油夭然气总公司石油勘探开发科学研究院廊坊分院负责起草。本标准主要起草人郭彬胡恩安张汝生目次前言工范围”“”“”“二12引用标准A二13常压静态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及议价指标”“”“一1A高温高压动态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及评价指标“”“G5乏酸中缓蚀剂防腐蚀侧定方法及评价指标7G缓蚀剂洛解分散性侧定方法及评价指标，”“，“，”，”“一107缓蚀剂对岩心渗透率损害试验方法一118恒电位极化曲线法测定缓蚀剂的缓蚀率及评价指标一13附录A提示的附录试验数据记录表格式“”“，”“”17中华人民共和国石油天然气行业标准5Y/T54053996代替SY540591SY5451一州2酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标范围本标准规定了油气田盐酸及土酸酸化用缓蚀剂性能的试验方法及评价指标本标准适用于油气田盐酸及土酸酸化用缓蚀剂的筛选和评价2引用标准下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文本标准出版时，所示版本均为有效所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性GB/T66801986液体化工产品采样通则SY/T53361996岩心常规分析方法3常压静态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及评价指标31方法原理采用挂片失量法。在常压、温度不高于90条件下将已称量的试片分别放人恒温的未加和加有缓蚀剂的酸溶液中，浸泡到预定时间后，取出试片，清洗、干燥处理后称量，计算失量、平均腐蚀速率及缓蚀率。32仪器及试剂321仪器A常压静态腐蚀试验装置见图1,图2B分析夭平感量01MGC恒温水浴工作温度为室温一951，控温精度为11CD游标卡尺二精度002MME反应容器玻璃瓶、塑料瓶0干燥器。322试剂A盐酸质量分数为36一38、化学纯B氢氟酸质量分数为40，化学纯C丙酮化学纯D石油醚化学纯E无水乙醇化学纯0缓蚀剂工业品G氢氧化钠标准溶液05MOL/LH甲基橙指示液LG/LI酚酞指示液LOG/L中国石油天然气总公司19961215批准19970630实施1SY一T54砚51996I州回流冷凝器2一胶塞飞壮钩，4温度计5一坂应容器IIF,温水浴7一试片，8I交应容器支架图1盐酸酸化用常压静态腐蚀试验装置I州塑料杯2洲试片及试片架聚四氟乙烯3液41根据OIL定要求，按公式34和5计算配制一定体积、一定质量分数的土酸所需的浓盐酸、浓氢氟酸及蒸馏水用量配制时需用塑料容器，按先蒸馏水，后浓盐酸，再浓氢氟酸的顺序缓慢、搅拌加人，配好后搅拌混匀用滴定法测定其实际浓度，测定误差不超过1020/最后加人缓飞SY/T54051996蚀剂浓盐酸用量按公式3计算一VV兰卫一二W尸分W，式中V,俐了配土酸中浓盐酸用量，CM,浓氢氟酸用量按公式4计算。_一V,典W,P2W2式中V,I，配土酸中浓彗娜徽艳母，CMPM氢氟酸密度，9/CM6I/,T氢氟酸质量分数，。蒸馏水用量按公式5计算V水二VP,一犷，P一玖PZ/P水45式中V,X所配土酸中蒸馏水用FEN35常压静态腐蚀速率及缓蚀率测定步孩351试片标记取已制备的试片，用游标卡尺侧F其尺寸，将典料线系在试片孔上，以塑料线的打结数作为同组试片的编号，并将其几何尺寸、质妞记在附录A提示的附录表A1中352测定条件_，测定条件在表1中给出353根据每平方厘米试片表面权酸彼用量20CM，把按34配翻的酸液侧人反应容器，按图1或图2接好装置，将反应容器放人恤姆冰带打开水俗加热电源便反应容翻中的酸液升温至所需测定温度范围内。354将试片单片吊挂，三片七粼分取放人未加、加有缓蚀剂的各两份平行酸液中保证试片全部表面与酸液相接触，记录反应并始时间，355反应到预定时间。切断电源取出试片，观察腐蚀状况并作详细记录356观察后将试片立即用水冲洗，再用软毛刷刷洗剪掉塑料线，同时将编号记在干净的滤纸上最后用丙酮、无水乙醇逐片洗净，并将试片放在编了号的滤纸上。357试片称量用冷风吹干，放在干燥器内干燥20MIN后称量，精确至00001G3计算361腐蚀速率按公式6计算4SY/T54051996一100AMRA“飞T式中、一一谭片腐蚀速率，G/M2“HAT反应时间，HARN，试片腐蚀失量，GA一试片表面积IILI7ZA表1常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标酸液类型试验温度反应时间H酸液质食分数缓蚀剂质童分数缓蚀剂评价指标一级二级三级HC1HFG/MZH盐酸60一41503】0233445L2034455一A9OI50,510344551020355一】010巧土酸60751503一050,5】I“33一RL2323355一】09075I5。J10233一55一】0123355一101015362试片表面积按公式7计算AL“AA“BB“L“27式中363L一试片长MMA一一试片宽，MM6I式片厚，MILL平均腐蚀速率按公式8计算VIV,V式中H一一K组平行样平均单片腐蚀速率G/M2“HYRV_“1一一分别为同组的三块试片的腐蚀速率G/M2H在同一试验条件下，应作两次平行试验，所取算术平均值为总平均腐蚀速率测空白酸的腐蚀速率时，不加缓蚀剂。364缓蚀率按公式9计算月SY/T54051996一一一一一一丁二，一一一一一一一一一一R7二100“二，9式中11一缓蚀率，万一味加缓蚀剂的总平均腐蚀速率。G/M“。R巾旧有缓蚀剂的总平均腐蚀速率，9/MH365试验数据相对误差规定试验数据相对误差规定在表2中给出366评价指标评价指标在表1中给出。表2试验数据相对误差规定平均腐蚀速率G/M“H相对误差吐冷。J一10步】51020士10,2040二640片一一寸34高温高压动态腐蚀速率、级蚀率测定方法及评价指标41方法原理采用高温高压动态腐蚀仪，按测定温度、压力，应用挂片失量法进行倒定42仪器及试剂421仪器高温高压动态腐蚀测定仪见图4A工作温度02001C,精度T1CB工作压力二020MPA,精度1O1MPAC转速0J600R/MIN422试剂所浦试剂按322中给出的细则43试片制备试片制备按3344酸的配制酸的配制按3445高温高压动态腐蚀测定步骤451试片标记试片标记按351给出的细则452测定条件SY/T5495I卯1一高压釜2搅拌器屯3磁藕合电机4一试片5七温控器6IFF阀7压力表8州阔压室4背压滋流阀D一气动液压泵11一储油池12R压阀13诬料烧杯残酸收集14塑料烧杯溢流液收集图4高温高压动态腐蚀测定仪测定条件在表3中给出。453装调仪器根据每平方厘米试片表面积酸液用量20CM3，把按34制备的定I酸液倒人高压釜体内。将试片吊在挂片器上，安装搅拌、密封、挂片组件并拧紧，接好管线开启侧定仪电源以仪器最快升温速率设里加热程序及所藉侧定温度。454打开商压氮气源阀门调节气压阀启动泵使釜内压力略低于测定压力455当温度达到测定所需温度，通过卸压阀调节反应容器压力为89定所需压力启动搅拌马达调节到1定所需转速记录测定开始时间。456反应到预定时间切断电源卸去酸液，迅速取出试片，观察腐蚀状况并作详细记录457试片清洗试片清洗按356给出的细则458试片称2试片称ITV357给出的细则。46计算计算按36屯，试验数据相对误差规定试验数据相对误差规定在表2中给出。48评价指标评价指标在表3中给出5乏酸中级蚀剂防魔蚀测定方法及评价指标51方法原理511乏酸中缓蚀剂防平均腐蚀的测定方法原理7SYIT54051996采用静态、动态腐蚀速率缓蚀率MG定方法测定酸化施工后期，酸液PH值下降到又一4酸的平均腐蚀速率表3高温高压动态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标ISO405刀126080909090日0512乏酸中缓蚀剂防点蚀测定方法原理用点蚀测深仪测鱼点蚀深度用实体显微镜测点蚀直径以检测腐蚀试验后试片表面腐蚀状况，及缓蚀剂防点蚀性能52仪器及试剂521仪器A岩心粉碎机B标准筛SSWV15/，0ICWS型数显袖珍PH计测量范围0014OPH,准确度士。2PH或同类产品8SY/T54051996D点蚀测深仪测量范围05MM精度002MME实体显微镜放大倍数200倍I其余按31141给出的细则522试剂A碳酸钙，化学纯B现场岩心O其余与322R53乏酸的制备531直接取现场施工返排乏酸测定时不另加缓蚀剂少532用现场岩样制备乏酸二5321取现场岩样粉石争使80以上岩样碎屑通过SSWQ工5/01标准筛网，取筛下岩样粉末供试验用5322取一定量的按34配制的测定所需浓度的盐酸碳酸盐岩或土酸砂岩，加人所需浓度的缓蚀剂、搅匀边搅拌边加人过筛岩样粉末使反应液的PH值为35用PH计测定过滤滤液用作试验。533用碳酸钙制备盐酸酸化时的乏酸取一定量的测定所需浓度的盐酸与相应数量完全反应的碳酸钙反应，搅拌反应后，用6NIO川L盐酸调至PH为35用PH计测定、再加所需用量的缓蚀剂54试验步骤541常压静态试验按35，高温高压动态试验按45，其中反应时间皆为24H48H542用点蚀测深仪观侧静态或动态腐蚀试验后的试片，并在整个试片表面上找出最大点蚀深度H_J543用实体显微镜在整个试片表面上找出点蚀最严重的区域。统计、记录该区域1E价正专形内的点蚀孔数A“和最大点蚀面积S记录在附录A提示的附录表A2中55结果计算及表述551平均腐蚀速率按361362给出的细则计算552金属点蚀的程度用点蚀因数表述按公式八。_计算户HF明，口卜”一，1川式中F一一一点蚀因数，无盘纲/111一，最大点蚀深度MM加一平均点蚀深度111111平均点蚀深度按公式11计算H旦31MP,AJ”“二“工1式中H一一平均点蚀深度111111。，腐蚀失量，9，N80钢的密度，G/CM月一一试片面积，111111_SY/T56W19肠5评价指标561乏酸中理蚀剂防平均腐蚀评价指标防平均腐蚀评价指标在表4中给出表4乏酸中缓蚀剂防腐蚀评价指标温度一级二级三级平均腐蚀速率G/M2“H6001020203030乃900305。5。夕。，I01000,5070710101,5120I522446140253355716034466一81805669912562乏酸中缓蚀剂防点蚀评价指标防点蚀评价指标在衰5中给出衷5乏酸的点蚀评价指标畔级点蚀孔教个/MZ最大点蚀面积MM最大点蚀深度MM点蚀因数】2SXI护05041602IOX】护200832035X10080】66406妞蚀荆溶解分徽性侧定方法及评价指标61方法原理通过观测级蚀剂溶解分散状况评价级蚀剂与酸液体系的配伍性62仪器及试剂621仪器A玻瑞恒通水浴工作沮度为室退95C控沮精度为11CB具塞比色管LOOMLC其塞透明带刻度纽料简100MLD注射器或移液管5OML622试剂与322同。63侧定步骤631按341342配制备一定体积所需质盆分数的酸液105Y/T54051996632接通恒温水浴电源，升温至测定温度控温精度1IC633将已配好的酸液100ML倒人具塞比色管盐酸或透明塑料简土酸中，然后用注射器或移液管向具塞比色管或透明塑料筒中，加人质量分数为酸化设计时的12倍的缓蚀剂，盖上瓶盖摇动5MIN混合均匀6沃4将已混合均匀含缓蚀剂的酸液瓶放人已恒温的水浴中，并保持酸液液面低于恒温水浴水平面。635在测定温度下定时观察酸液外观的变化情况并作详细定性描述。记录在附录A提示的附录表A2中主要内容琢玻液体系是否透明清亮均相分散、是否有乳化絮凝、是否有液/液相分层、是否有固相沉淀等现瓜现察时间视需要为24H48H64评价指标评价指标在表6中给出表6级蚀知洛解分散性评价指标指标观察时间卜溶拼分散状况MC二级2礴一48酸液透明清亮，无燕长终年笋1L酸液不进明祖仍是均匀的袱休无液/固相分离并在试验时间内液体稳定，无分层，无沉淀，缓蚀剂对岩心渗透率搔奋试脸方法71方法原理将缓蚀剂水溶液挤人天端者心，用煤油测T挤人级蚀荆水溶液前、后天然岩心的渗透率，比较渗透率的变化，测定缓蚀剂对岩心公汤率项害的程度72仪器及材料721仪器A短岩心流动试验仪见图5】，讨亘流泵2抓化钾水溶液高压容器3哗爱蚀剂溶液高压容器4煤油高压容器，5州玉力表6敌空7岩心夹持器，X旦筒9州岛控器10A门I手动高压泵12FI水容器13词压调节器图5短岩心流动仪一一SY/T54051996B长岩心流动试验仪见图6C岩心钻取装置D岩心端面研磨装置E岩心洗油装置0岩心气测渗透率装置B恒温干燥箱，3001C控温精度士2CH毛细管粘度计I游标卡尺，200MM精度。O1NMTB秒表1一氯化钾水溶液高压容器，2蚀剂溶液高压容器3预某油高压容器，4植流泵5沌动阀门6J王向注人端7岩心夹持器8泪压调节接口9I显度接口10饭向注人端11回压调节器12月玉力接口13盛水容器图6长岩心流动仪722材料二A岩心二B氯化钾化学纯C煤油工业品，脱水，脱色D缓蚀剂工业品73岩心的制备和处理731钻取与地层流体流动方向相同的圆柱状岩心，两端面磨平且与圆柱面垂直，直径件541002CM，长度5007OOCM732岩心的清洗、孔隙体积测定及气体渗透率的测定按SY533619中第35章之规定执行733选择气体渗透率不小于IOX10IUM的岩心供试验，岩心用质量分数为2的氯化钾水溶液饱和。74测定步骤741用毛细管粘度计测量试验温度下的煤油粘度。742配制质量分数为2“/O氯化钾水溶液和一定缓蚀剂浓度的质量分数为2氯化钾水溶液两种试验液体743短岩心测定步骤7431准确测量岩心长度L及直径咖12SY/T540519967432按图5接好装置7433正向挤人质量分数为2氯化钾水溶液至流量、压力稳定后，正向挤人煤油。至流量、压力稳定，并将流量、压力记录于附录A提示的附录表A4中。7434将含有试验所需浓度缓蚀剂的质量分数为2抓化钾水溶液反向挤人岩心至少挤人20倍岩心总孔隙体积、直至流量、压力稳定。7435正向挤人煤油，流量、压力稳定后记录于表A4中744长岩心测定步骤7441选配已加工的岩心35段，准确测量长度L及直径办7442将岩心装人岩心夹持器中按图6连接并调试长岩心流动试验仪，记录各段岩心长度于表A4按，43操1P“记录流皿和查举乒墓将20倍总岩心孔隙体积的甘二是浓度缓蚀剂的质量分数为2氯化钾水溶液反向挤人岩按74,35操作，记录流量和各段压鹅舜75试验测定结果计算751短岩心和各段长岩心渗透率狡公式12一计算。QP“LK10XIIPA”一“一12式中752戈一岩心渗透率10丫MQ液体流量ML/SL一岩心段长度，CMA,一一岩心段横截面积，CIN31I一一液体粘度，MPASAP岩心段液体压差。MPA缓蚀剂对短岩心、各段长岩心渗透率的提容率按公式13计算KOK,N，于之一一二X100凡，13式中7I岩心41A率的扭容奉一份X,X一一性发蚀剂水溶液注入前、后煤油所测渗透率，10TM长岩心试验时1234,长8恒电位极化曲线法测定缓蚀剂的缓蚀剂及评价指标81基本原理对于钢片在盐酸/土酸体系中的腐蚀。将阴极极化曲线的塔菲尔线性段外推至自然腐蚀电位E,处，求得自然腐蚀电流密度由未加和加有缓蚀剂时的自然腐蚀电流密度计算缓蚀率8_2极化曲线测定装置821仪器A恒电位仪HDV7C型或同类产品B辅助电极PT电极一13一SY/T54051996C参比电极饱和甘汞电极D恒温水浴工作温度为室温一951C，控温精度1ICE盐桥带鲁金毛细管0游标卡尺精度。02MM822恒电位极化曲线测定装置恒电位极化曲线测定装置见图7823试剂A氯化钾化学纯B其余按322给出的细则83研究电极的制备I值电位仪2一恒温槽3一龟解池盐酸用玻璃烧杯，土酸用塑料烧杯4曾金毛细管土酸用塑料毛细管5铺助电极6一研究电极，一三通盐桥8饱和甘汞电极9饱和KCI溶液图7恒电位极化曲线测定装置将N80钢片加工成直径113士002CM或080士002柱，焊上直径约1MM的铜导线、用丙酮擦去抽污及残留焊药后，CM,厚050士002将其镶嵌于聚四氟乙烯中，的小圆用环氧树脂封住焊点端面见图8，待固化后，用0103金相砂纸将工作面磨至镜面工作面积为LCM或05CM，再用无水乙醇、丙酮擦洗，晾干或用冷风吹干后备用IN80钢2聚四氟乙烯35不氧树脂4Q洞导线图8研究电极84酸的配制酸的配制按3485试验条件除试验时间由试验过程本身稳定状态控制外，其余在表1中给出。86恒电位极化曲线测定步骤14SY/T54051996861按图7接好装置862将恒电位仪电源开关置“自然”位置，进行预热打开恒温槽电源，将恒温槽温度调至所需温度863量取200ML酸液倒人电解池中、用吸耳球在盐桥三通处导通酸液和参比体系的饱和氯化钾济液864研究电极浸人酸液约15MIN，自然腐蚀电位稳定后2MIN内自然腐蚀电位乓变化3MV，记下自然腐蚀电位EK，并将恒电位仪工作电源开关置于“极化工作选择置于恒电位”，电位测量选择置于给定”，调节电位调节旋钮给定极化电位为凡10MV,2MIN后记录极化电位和相应的极化电流再依次降低极化电位IOMV,2MIN后记录极化电位E及对应的电流值I，直至极化电位为乓200MV,865待测得极化电位凡200MV时的极化电流值后，将恒电位仪选择开关转向自然，待自然腐蚀电位恢复到乓3MV时，再按8五4作一次阴极极化测定，试验完后拆除装置87数据处理871极化电流密度按公式15计算一J竺AN式中了一一一浦及化电流了洲及化电流化电流密度，MA/CMMAAD月干究电极的表面积，CM872