（环境工程专业论文）氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐合成与抑制油井腐蚀的应用研究.pdf

t h e s y n t h e s i so f f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n e q u a t e r n a r y a m m o n i u ms a l ta n d a p p l i e d r e s e a r c ho fi t si n0 i lw e l lf o ri n c o r r i s o n ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e df o rt h ed e g r e eo fd o c t o r c a n d i d a t e ：c h e nx i a o d o n g s u p e r v i s o r ：p r o f g u a nw e i s h e n g c h a n g a nu n i v e r s i t y , x i a n ，c h i n a 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体已经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 敝储签名：筒日错， 7 汐，年，月孑日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 磁日无舀、 1_ i ) 之涉j i 功| | 年冬窍2 留日 劫f 年，月弓) 目 摘要 在油田开采过程中，由于油井采出液含有大量污水和腐蚀介质，对原油的采、集、 输、炼等设备会造成严重腐蚀，导致环境污染和经济损失。寻求有效防止采出液对设备 腐蚀的技术，已成为保证油田正常生产的重点和难点。本论文目的是通过对油田采出液 腐蚀机理和应用缓蚀剂防腐蚀的缓蚀机理的研究，合成一种多功能，高效、低毒的氟碳 间二氮杂环戊烯季铵盐化合物作为油井缓蚀剂主剂，复配其它助剂形成高效的油井采出 液缓蚀剂，能够有效、全方位、系统的抑制采出液中腐蚀介质对采、集、输、炼等设备 腐蚀。主要结果概括为： 1 通过对油田采出液所含腐蚀介质成份的分析，研究了其对金属设备的腐蚀机理。 因采出液的水中溶解有c a 2 + 、m 9 2 + 、0 2 、c 0 2 、8 0 4 2 。、c 1 。、h c 0 3 。、h 2 s 、s r b ( 硫酸 盐还原菌) 等腐蚀介质，对金属设备进行腐蚀，属于矿物离子引起的电化学腐蚀、细菌 参与的微生物腐蚀、以及机械应力腐蚀等机理的交叉腐蚀。 2 根据油田采出液腐蚀机理结果，有针对性的选择缓蚀剂来抑制采出液对设备腐 蚀。并根据缓蚀剂的缓蚀机理，设计、研制了具有高效缓蚀、杀菌性能分子结构的氟碳 间二氮杂环戊烯季铵盐化合物为缓蚀剂主剂。研究了该化合物的合成机理，质子催化合 成工艺，化合物表征。结果表明，以多胺、全氟a 酸为原料，以介孔氧化铝钇分子筛负 载磷钨酸为催化剂，在1 3 0 ，反应9 h 后，合成了氟碳间二氮杂环戊烯，以紫外光谱法 测定其含量，产品收率可达9 6 。将上步合成的氟碳间二氮杂环戊烯和烷化剂按摩尔比 1 ：1 ，温度控制在9 0 1 0 0 。c 之间，反应1 0 小时后即得目标化合物，收率可达8 4 6 。通过 红外光谱，色质联动、1 3 c 核磁共振谱图、对合成物进行表征，分子量为4 8 1 ，与理论 完全相符。 3 对合成中间体氟碳间二氮杂环戊烯所用介孔氧化铝钇分子筛负载磷钨酸催化剂 的合成工艺进行了研究。以尿素为沉淀剂，s d s 为模板剂，采用均相沉淀法制备的介孔 氧化铝钇分子筛负载磷钨酸催化剂，产品的比表面积大( 6 2 7 4 3 m 2 g ) ，孔径分布窄( 集中 在5 n m 左右) ，且孔道大小均匀、形状规整。通过成熟的间二氮杂环戊烯合成反应工艺 验证了该催化剂具有较强的催化活性，为氟碳间二氮杂环戊烯的合成提供了理论基础。 4 为了快速、定量测试氟碳间二氮杂环戊烯中间体的含量，利用其在波长2 1 0 n m 紫外区处有最大吸收这一特性，研究了一种紫外光谱法测试方法。氟碳间二氮杂环戊烯 的吸光度与其在0 0 0 5 0 0 3 0 m g m l 浓度范围内呈良好的线性关系，线性相关系数 = 0 9 9 8 8 2 。平均回收率为9 9 7 2 ，相对标准偏差( r s d ) 在0 8 2 0 之间，可以用 于日常生产的质量控制。 5 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐化合物是一个新的化合物，本文对其物化特性进行 了测试。该化合物在加热到2 2 0 时，开始进行开链分解，4 0 0 。c 完全分解，有较高的热 稳定性。添加量为水的万分之五的情况下，就可使水的表面张力由8 1 6m n m 降到2 2 0 4 m n m 。其临界胶束浓度( c m c ) 为1 0 0 m g l 。该氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐在硫酸， 和硫酸、氧化铬的混合液( 9 8 硫酸氧化铬= 1 0 0 1 ) ，碱性( 饱和n a o h 水溶液) 等溶 液中放置l o 天，表面张力无变化，说明该化合物：有较强的化学稳定性。 6 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐对于硫酸盐还原菌的具有优良的杀菌性能。本文将 该化合物与1 2 2 7 、异噻唑啉酮、碳氢间二氮杂环戊烯季铵盐做了比较试验，该化合物杀 菌效率最高。添加量为3 0m g l 时，就可将硫酸盐还原菌全部杀死，杀菌率达到10 0 。 经过霍恩氏法w i s t a r 大鼠径口急性毒性试验检测，结果显示为l d 5 0 为1 0 4 6 4 1 m g k g ， 说明该化合物为低毒级。 7 本文研究了氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐的缓蚀机理，该化合物分子结构中含有 伯n ，仲n ，叔n ，季n 基团和氟碳疏水基，以及含有苯环的苄基基团等多个中心原子。 不但能与金属原子形成配位键，而且能形成多点吸附，形成更稳定的吸附膜。吸附机理 符合有机吸附型缓蚀剂所有的吸附机理。其氟碳疏水基有很低的表面张力，可比普通烷 烃更有效地阻止腐蚀介质到达金属表面。当添加量为普通缓蚀剂的1 6 0 0 量时，可使普 通缓蚀剂的缓蚀率由6 4 4 ，提高到9 1 2 ，说明其缓蚀效率很高。 8 通过加标回收率法，分析了油田污水中含油、水质硬度、破乳剂等因素对邻菲 罗啉分光光度法测定铁含量的结果影响。结果显示，采出水中含油量对该方法检测结果 的准确性有较大影响，其原因是油污严重影响了透光率，使测定结果偏大。其余破乳剂、 水质硬度、油田污水等因素对测定结果影响不大。 9 通过油田现场应用试验对氟碳间二氮杂环戊烯缓蚀剂抑制采出液腐蚀井下设各 的评判来看，加药井比空白井采出液污水中总铁含量明显下降，平均下降率为6 4 3 9 7 6 8 0 ；失重法结果显示三口井的缓蚀率均大于9 7 。充分说明利用本研究开发的特种 高效缓蚀剂能够有效抑制油井采出液对金属设备的腐蚀，而且说明了采用缓蚀剂来抑制 采出液对油井设备的腐蚀是一种行之有效的防腐蚀工艺。 关键词：氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐，油井缓蚀剂，油井采出液腐蚀，介孔催化剂，合 成，紫外光谱法，现场应用试验 i i a b s t r a c t p r o d u c e df l u i do fo i lw e l l sc o n t a i nm a s sc o r r o s i v em e d i u mt oc a u s es e v e r ec o r r o s i o nt o e q u i p m e n ti nt h ec r u d eo i lm i n i n g ，c o l l e c t i n g ，t r a n s p o r t a t i o n ，r e f i n i n g t h a tr e s u l t e d i n e c o n o m i cl o s s e sa n de n v i r o n m e n t a l p o l l u t i o n s e e k i n gt oe f f e c t i v e l yt e c h n o l o g yw h i c h p r e v e n t st h ep r o d u c e df l u i di n t oc o r r o s i o no fe q u i p m e n th a sb e c o m ei m p o r t a n ta n dd i f f i c u l tt o e n s u r et h en o r m a lo i lp r o d u c t i o n t h i sp a p e rw a sf o c u so n ，b ys t u d i e do i l f i e l dc o r r o s i o n m e c h a n i s mo fp r o d u c e df l u i d ，s y n t h e s i so ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e r n a r ya m m o n i u m s a l tw i t hm u l t i f u n c t i o n a l ，e f f i c i e n t ，l o wt o x i c i t y a st h em a i na g e n ti nc o r r o s i o ni n h i b i t o r , i t c o m p o u n d so t h e ra d d i t i v e sf o r mah i g h l ye f f i c i e n to i l f i e l dp r o d u c e dw a t e rc o r r o s i o ni n h i b i t o r , w h i c hc a nc o n t r o le f f e c t i v e l y , c o m p r e h e n s i v e l y , s y s t e m a t i cs u p p r e s s i o nt h ec o r r o s i o no ft h e c o r r o s i v em e d i u mi np r o d u c e df l u i dt oe q u i p m e n ti nt h ee x t r a c t i o n ，c o l l e c t i o n ，t r a n s p o r t a t i o n ， r e f i n i n go ft h ec r u d eo i l 1 b a s e do nt h ea n a l y s i so fc o r r o s i o nm e c h a n i s mo fc o r r o s i v ee l e m e n t st om e t a l e q u i p m e n tc o n t a i n e di nt h eo i lp r o d u c e dl i q u i dw a ss t u d i e d m a s sm i n e r a ls a l t sa n d0 2 ，c 0 2 ， s 0 4 2 。，c a 2 + , m 9 2 + , c1 。，h c 0 3 ，h 2 s ，s r b ( s u l f a t er e d u c i n gb a c t e r i a ) a n do t h e rc o r r o s i v e m e d i u md i s s o l v e di nw a t e ro f p r o d u c e df l u i dc o r r o d e dm e t a le q u i p m e n t c o r r o s i o n m e c h a n i s mw a sc r o s s - c o r r o s i o nw h i c hi n v o l v e di ne l e c t r o c h e m i c a lc o r r o s i o nc a u s e db y m i n e r a li o n s ，a n db a c t e r i am i c r o o r g a n i s m s c o r r o s i o n ，a n dm e c h a n i c a ls t r e s sc o r r o s i o n 2 b yt h i sc o r r o s i o nm e c h a n i s m ，t h et a r g e t e di n h i b i t o r sw e r et h ec h o i c et os u p p r e s st h e c o r r o s i o no fe q u i p m e n tf r o mt h ep r o d u c e df l u i d a n db ya n t i c o r r o s i o nm e c h a n i s mo f i n h i b i t o r , f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e m a r ya m m o n i u ms a l tc o m p o u n d s ，a st h em a i na g e n t f o rt h ei n h i b i t o r , w e r ed e s i g n e d i nt h i sp a p e r , t h es y n t h e s i so ft h em e c h a n i s mo fp r o t o n c a t a l y t i cs y n t h e s i sa n dc o m p o u n dc h a r a c t e r i z a t i o nw e r es t u d i e d t h er e s u l t ss h o w e dt h a t f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n ew a ss y n t h e s i z e dw i t hba m i n ea n dp e r f l u o r o o c t a n o i caa c i da st h e r a wm a t e r i a l ，a n dm e s o p o r o u sa 1 2 0 3 ys u p p o r t i n gh p wa sc a t a l y s t ，r e a c t e df o r9 hi n13 0 t h ey i e l do ft h er e a c t i o nw a su pt o9 6 f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e r n a r ya m m o n i u m s a l tw a ss u c c e s s f u l l ys y n t h e s i z e di nt h er e a c t i o na f t e r10h o u r s ，a n dt h et e m p e r a t u r ec o n t r o l l e d a t9 0 10 0 ，m o l er a t i oo ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n ea n da l k y l a t i n ga g e n tw e r e1 ：1 ，t h ey i e l d w a s8 4 6 t h ec o m p o u n d sw e r ec h a r a c t e r i z e db yi r ，g c m s ，n m rs p e c t r a , a n dm o l e c u l a r w e i g h tw a s4 81 ，t h a tc o n s i s t e dc o m p l e t e l yw i t ht h et h e o r y 3 i nt h i sp a p e r , t h es y n t h e s i so fm e s o p o r o u sa 1 2 0 a ys u p p o r t e dh p wc a t a l y s ti n p r e p a r a t i o no fi m i d a z o l i n ew a ss t u d i e d i tp r e p a r e db yh o m o g e n e o u sp r e c i p i t a t i o nw i t hu r e a a sp r e c i p i t a t i o na g e n t ，s d sa st e m p l a t e t h ep r o d u c ts p e c i f i cs u r f a c ea r e aw a s6 2 7 4 3 m 2 g ， i i i a n dh a dn a r r o wp o r es i z ed i s t r i b u t i o n ( c o n c e n t r a t e da r o u n d5 n m ) ，a n d p o r es i z ed i s t r i b u t i o n ， a n dr e g u l a rs h a p e 4 t h ef l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eh a sm a x i m u m a b s o r p t i o n o fu vw a v e l e n g t ha t 2 35 n m t h ec o n t e n to ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n et e s t e db yu v w a ss t u d i e du s i n gt h i sf e a t u r e t h e r ew e r eag o o dl i n e a rr e l a t i o n s h i pb e t w e e nt h ea b s o r b a n c eo ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n e a n di t sc o n c e n t r a t i o nr a n g eo f0 0 0 5 o 0 3 0 m g m l t h el i n e a rc o r r e l a t i o nc o e f f i c i e n tr 2 = 0 9 9 8 8 2 t h ea v e r a g er e c o v e r yw a s9 9 7 2 ，r e l a t i v es t a n d a r dd e v i a t i o nf r s d ) w a s0 8 t o 2 0 ，a n dt h i st e s tm e a n sp r o d u c t i o nc a nb eu s e df o rq u a l i t yc o n t r o l l i n gi np r o d u c t i o n 5 f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e m a r ya m m o n i u ms a l ti san e w c o m p o u n d ，i t sp h y s i c a l a n dc h e m i c a lp r o p e r t i e sw e r es t u d i e d t h ec o m p o u n dw a sh e a t e du pt o2 2 0 ，t h ef i r s to p e n c h a i nd e c o m p o s i t i o nw a s b e g i n n i n g ，a n dd e g r a d e dc o m p l e t e l ya t4 0 0 i ts h o w e dt h a ti th a s 1 1 i 曲e rt h e r m a ls t a b i l i t y w i t hi t sd o s a g ei nw a t e rb e0 0 5 ，t h e s u r f a c et e n s i o no fw a t e rc o u l d f a l lt o2 2 0 4f r o m81 6m n m t h ec m co fi s 10 0 m g 1 t h ef l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n e q u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l tw a sp l a c e di ns u l f u r i ca c i d ，a n dm i x t u r es o l u t i o n ( 9 8 s u l f u r i c a c i d c h r o m i u mo x i d e210 0 1 ) ，a n da l k a l i n e ( n a o hs a t u r a t e da q u e o u ss o l u t i o n ) f o r10 d a y s t h e r ew e r en oc h a n g e si ns u r f a c et e n s i o n ，w h i c hi n d i c a t e dt h ec o m p o u n dh a s as t r o n g c h e m i c a ls t a b i l i t y 6 f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n e q u a t e m a r ya m m o n i u ms a l tw a sf i n eb a c t e r i c i d ef o r s u l f a t e 。r e d u c i n gb a c t e r i a i tw a sc o m p a r e d i m i d a z o l i n e q u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l t i n e f f i c i e n c y o fc o m p o u n dw a st h e h i g h e s t s u l f a t e r e d u c i n gb a c t e r i ac o u l db ek i l l e d t h e w i t h12 2 7 ，i s o t h i a z o l i nk e t o n e ，h y d r o c a r b o n s t e r i l i z a t i o n p e r f o r m a n c e ，t h eb a c t e r i c i d a l w h e ni t s d o s a g ew a s3 0m g 1 ，a l lo f s t e r i l i z a t i o nr a t er e a c h e d10 0 a f t e rw i s t a r r a t st r a i lo r a la c u t e t o x i c i t y t e s ti nw h i t e t h o m sm e t h o d ss h o w e dt h a tm el d 5 0o f f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n e q u a t e m a r ya m m o n i u ms a l tw a s1 0 4 6 4 1 m g k g ，a n dt h ec o m p o u n di s l o wt o x i c i t yg r a d e 7 t h ei n h i b i t i o nm e c h a n i s mo ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e m a r ya l i l t n o n i u ms a l tw a s d i s c u s s e di nt h i sp a p e r b e c a u s et h em o l e c u l a rs t r u c t u r eo ft h ec o m p o u n dc o n t a i n sp r i m a r yn ， s e c o n d a r yn ，t e r t i a r yn ，q u a t e r n a r yna n df l u o r o c a r b o nh y d r o p h o b i cg r o u p ，a n dt h eb e n z e n e r i n gi nb e n z y lg r o u p ，t h a tg r o u p sm a d en o to n l yt h ec o o r d i n a t i o nb o n d sw i t hm e t a l ，b u ta l s o p r o v i d e dt h ep r o t o nt om a k et h ea d s o r p t i o nc o m p l e xw i t hm e t a ls u r f a c es t r o n g e rt 1 1 a nt h e c o o r d i n a t i o nb o n d a d s o r p t i o nm e c h a n i s mo ff l u o r o c a r b o ni m i d a z o i i n e q u a t e m a r y a m m o n i u ms a l tm e e t sw i t ha l lo ft h ea d s o r p t i o nm e c h a n i s mo fo r g a n i ca d s o r p t i o ni n h i b i t o r t h ef l u o r o c a r b o nh y d r o p h o b i cw i t hl o ws u r f a c et e n s i o nw a sm o r ee f f e c t i v e l yt 1 1 a no r d i n a r v i v p a r a f f i nm e d i u mr e a c ht ot h em e t a ls u r f a c et op r e v e n tc o r r o s i o n w h e ni t sd o s a g ew a s1 6 0 0 o fg e n e r a li n h i b i t o r , t h ec o r r o s i o ni n h i b i t i o nr a t ei n c r e a s e dt o9 1 。2 f r o m6 4 4 t h i s i n d i c a t e di th a dv e r yh i g hi n h i b i t i o ne f f i c i e n t 8 b yt h es t a n d a r da d d i t i o nm e t h o d ，a f f e c t so nd e t e r m i n a t i o no fi r o nc o n t e n tu s i n g p h e n a n t h r o l i n e s p e c t r o p h o t o m e t e rm e t h o dw a sa n g l i c i z e df r o mo i l ，w a t e rh a r d n e s s ， d e m u l s i f i e sa n do t h e rf a c t o r si n o i lf i e l dw a s t ew a t e r t h er e s u l t ss h o w e dt h a to i lc o n t e n to f p r o d u c e dw a t e rh a dg r e a te f f e c to nt h ea c c u r a c yo ft e s to ft h i sm e t h o d o i lc o u l da f f e c t s e r i o u s l yo nt h el i g h tt r a n s m i t t a n c e w h i l et h ed e m u l s i f i e r , w a t e rh a r d n e s s o i lf i e l dw a s t e w a t e rh a di i t t l ee f f e c to nt h ed e t e r m i n a t i o no fi r o nc o n t e n t 9 f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l tc o r r o s i o ni n h i b i t o rf - o rc o r r o s i o n o fu n d e r g r o u n de q u i p m e n tw a s j u d g e db yo i lf i e l da p p l i c a t i o nt e s t t h er e s u l t ss h o w e dt h a t t h et o t a li r o nc o n t e n ti nt h el i q u i de f f l u e n td e c r e a s e di nd o s i n gw e l l s ，t h ea v e r a g ed e c l i n er a t e o f6 4 3 9 7 6 8 0 t h a ni nt h eb l a n kw e l l s ；w e i g h tl o s sr e s u l t ss h o w e dt h a tm ec o n o s i o n i n h i b i t i o nr a t ew e r eb e y o n d9 7 i nt h r e ed o s i n gw e l l s t h ea p p l i c a t i o nt e s te n s u r e dt h a tt h e s p e c i a lu s eo fh i g he f f i c i e n ti n h i b i t o r sc a ni n h i b i tc o r r o s i o no ft h eo i lr e c o v e r ye q u i p m e n t ，a n d c e r t i f i e dt h eu s eo fi n h i b i t o r st os u p p r e s st h el i q u i dc o r r o s i o no nt h eo i lr e c o v e r ye q u i p m e n t w a sa ne r i e c t i v ea n t i - c o r r o s i o np r o c e s s k e y w o r d s ：f l u o r o c a r b o ni m i d a z o l i n eq u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l t ；o i lc o r r o s i o ni n h i b i t o r ； c o r r o s i o no fo i lw e l lp r o d u c e df l u i d ；m e s o p o r o u s c a t a l y s t ；s y n t h e s i s ； u v a n a l y s i s ；o i l f i e l da p p l i c a t i o nt e s t s v 原书空白页 不缺内容 目录 第一章 绪论1 1 1 国内外油井腐蚀及防护措施的现状分析1 1 1 1 国内外油井腐蚀的现状分析1 1 1 2 国内外油井腐蚀防护措施的现状分析2 1 2 油井缓蚀剂的发展概况3 1 2 1 油井缓蚀剂的研究进展3 1 2 2 缓蚀剂缓蚀机理研究进展4 1 2 3 缓蚀剂性能评价方法的研究现状6 1 2 4 缓蚀剂研究发展趋势7 1 3 间二氮杂环戊烯类缓蚀剂的发展现状8 1 4 氟碳表面活性剂的研究进展9 1 5 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐的研究9 1 6 本论文主要研究的目的、内容和意义1 0 1 6 1 研究目的1 0 1 6 2 研究内容10 1 6 3 研究意义1 1 1 6 4 技术路线1 2 1 6 5 课题来源13 1 7 本论文的主要创新点1 3 第二章油井采出液腐蚀机理研究1 5 2 1 溶解盐离子腐蚀机理16 2 2 微生物腐蚀机理16 2 3 应力腐蚀机理18 第三章氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐的合成研究1 9 3 1 介孔氧化铝钇负载杂多酸催化剂的制备1 9 3 1 1 介孔材料发展概况1 9 3 1 2 实验部分2 5 3 1 3 结果与讨论2 7 3 2 紫外光谱法定量测定氟碳间二氮杂环戊烯的研究3 2 3 2 1 实验部分3 3 3 2 2 结果与讨论3 4 3 3 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐的合成研究3 7 3 3 1 实验部分4 0 3 3 2 结果与讨论4 2 3 4 小结5 5 第四章氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐物化性能研究5 8 4 1 热稳定性分析5 9 4 2 表面张力和界面张力测定6 0 4 2 1 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐表面张力测试6 0 4 2 2 油水界面张力的测定( 煤油与水) 6 l v i i 4 3 化学稳定性6 2 4 4 氟碳问二氮杂环戊烯季铵盐杀菌性能研究6 3 4 4 1 试验部分6 3 4 4 2 结果与讨论6 5 4 5 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐毒性研究6 6 4 5 1 试验材料与方法6 6 4 5 2 结果与讨论6 7 4 6 j 、结6 9 第五章氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐在油井采出液中的缓蚀应用研究7 0 5 1 氟碳间二氮杂环戊烯季铵盐的缓蚀效率实验室研究7 1 5 1 1 实验部分7 l 5 1 2 结果与讨论7 2 5 2 油井采出液腐蚀检测方法的研究7 8 5 。2 1 试验部分7 8 5 2 2 结果与讨论7 9 5 3 氟碳缓蚀剂在陕北油田的现场应用研究一8 3 5 3 1 试验方案8 3 5 3 2 结果与讨论8 5 5 4 小结8 8 结 仑9 0 参考文献9 3 攻读博士学位期间取得的研究成果1 0 0 致谢。1 0 1 v i i i 长安大学博士学位论文 第一章绪论弟一早 三百t 匕 1 1 国内外油井腐蚀及防护措施的现状分析 1 1 1 国内外油井腐蚀的现状分析 在国内外油田的开发生产中，由于油井和管线设备的腐蚀造成的原油泄漏，给环境 造成的污染越来越严重，已经成为制约油田正常开采的一个重大课题。主要原因是油井 抽出来的采出液是个油水混合体，该混合体里含有大量的水，而水里含有大量的腐蚀介 质，例如：h 。s 、c o 。、0 。、c 1 一、c a 2 + 、m 9 2 + 、s r b 硫酸盐还原菌等。随着油田注水开发的深 入，大部分地区进入高含水开发期，有的含水率达到8 0 一9 0 由于水和这些腐蚀介质的存 在，对采、集、输、炼油设备造成严重的腐蚀，往往造成泵漏、管漏、杆管断脱、以及 井下工具失效等事故，给生产带来极大危害，并且造成巨大的经济损失。而且泵漏、管漏 又会对采油区周围的生态环境造成严重的污染。油田每年由于损坏大量管柱、管线、容 器，不仅使油田开发成本居高不下，还严重影响油田正常生产n 吲。 据美国环保基金( e d f ) 工程师在众议院商业委员会的能源和电力小组委员会组织 的管道安全听证会上证实，在1 9 9 8 年，由于管道腐蚀，造成石油泄漏的平均量超过 4 5 ，0 0 0 加仑。法国电力公司的分析还表明，因管道泄露，每年平均有16 3 0 万加仑以上 的石油和其他有害液体泄露。自1 9 9 5 年以来，泄露到环境中的石油总量逐年增加盯1 。 有资料介绍阳3 ：中原油田集油管线1 9 9 3 年累计腐蚀穿孔3 3 3 8 次，更换管线5 3 7 k m 。 最严重的是胡状南一线，这条管线投产后到1 9 9 3 年8 月，共穿孔1 2 0 0 多次，更换管线 费用7 0 0 多万元，跑油1 5 0 0 0 多吨，污染良田2 0 0 亩。井下腐蚀更为严重，中原油田的 一个油井，1 9 9 2 年两次作业，相隔不到半年，有3 根油管腐蚀穿s l , 更换油管11 0 0 多 米，油井深井泵使用寿命9 0 - 1 0 0 天，几乎每次作业都必须更换深井泵。据2 0 0 8 年对我 国中原、胜利油田的调查发现，由于腐蚀引起的管柱、管线材料费直接经济损失分别达 1 4 亿元、3 亿元；因更换管柱、管线影响生产，导致间接经济损失达1 0 亿元左右。吉 林油田目前腐蚀油井8 5 4 口，因腐蚀每年给油田造成的损失在2 0 0 0 万元以上。 据调查，仅在陕北甘泉采油区的泉丛6 5 4 # 井区的四口井，抽油杆每月断四次。青化 砭丰富川一区的丰1