摘要:
转向酸广泛应用于碳酸盐岩储层酸化酸压,由于黏弹性表面活性剂分子结构特殊,常规缓蚀剂配伍性较差,且缓蚀效率大幅降低。采用1-氯甲基萘、4-乙基吡啶、氯化苄和2,3-环戊烯并吡啶合成了2种吡啶季铵盐缓蚀剂SI-1和SI-2。采用腐蚀仪、流变仪考察了SI-1和SI-2在转向酸中的缓蚀性能及其对转向酸黏度的影响;通过扫描电子显微镜、能谱仪、原子力显微镜和X射线光电子能谱等实验手段,从微观角度分析钢片腐蚀前后表面形貌和化学成分;采用分子动力学模拟方法对缓蚀剂SI-1和SI-2的缓蚀机理进行了探讨。结果表明:合成的2种吡啶季铵盐缓蚀剂在转向酸中的缓蚀性能良好,对转向酸黏度影响小,适用性强,成本低。其中缓蚀剂SI-2性能更优,1%加量下,90 ℃腐蚀速率为1.04 g/(m2·h),120 ℃腐蚀速率为7.43 g/(m2·h),VES残酸最终黏度可稳定在190 mPa·s以上,成本可降低20%。加入1%缓蚀剂后钢片表面均未出现明显腐蚀,Fe含量大幅上升,表面粗糙度大幅降低,其中添加缓蚀剂SI-2后,Fe含量从86%上升至94%,Ra从137 nm下降至84 nm。钢片表面均检测到C—N与Organic C=O(羰基),表明存在缓蚀剂吸附膜。分子动力学模拟显示缓蚀机理为:SI-2能隙小,吸附能大,缓蚀剂吸附到钢片表面后可形成致密吸附膜,隔绝腐蚀介质与钢片表面的接触,极大地抑制钢片腐蚀。SI-2在渤海油田和伊拉克米桑油田进行了现场应用,施工效果良好。
崔波,陈军,艾俊哲,等. 转向酸用缓蚀剂的制备及缓蚀机理[J]. 钻井液与完井液,2024,41(5):677-685. doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.05.016.