飽和鹽水鉆井液緩蝕劑研究.pdf

1、在鉆井工程中,鉆具腐蝕是普遍存在的問題,并隨著鉆井向高速、深井方向發(fā)展而日趨嚴(yán)重,又由于鉆具的不斷提價而變得尤為突出.近年來,江蘇油田承鉆了位于洪澤、淮陰一帶的鹽井,使用飽和鹽水鉆井液.該鉆井液Cl<'->含量高,同時富含K<'+>、Ca<'2+>、SO<,4><'2->等離子,電導(dǎo)率大;另外其中還含有多種成分復(fù)雜的添加劑,又因井內(nèi)溫度較高(80℃~90℃),鉆井液內(nèi)含溶解氧,因此對鉆具的腐蝕更是尤為嚴(yán)重.該文首先通過對鉆桿腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行

2、EDS分析從而推斷腐蝕機(jī)理,結(jié)果表明:腐蝕產(chǎn)物主要成分是Fe<,2>O<,3>,飽和鹽水鉆井液對鉆桿的腐蝕主要是氧的去極化作用所致,其電化學(xué)反應(yīng)為:陽極過程:Fe-2e→Fe<'2+>,陰極過程:O<,2>+2H<,2>O+4e→4OH<'->,即:2Fe+3/2O<,2>+H<,2>O→2FeOOH→Fe<,2>O<,3>+H<,2>O.動電位掃描極化曲線法進(jìn)行緩蝕劑的室內(nèi)篩選實驗結(jié)果表明:氧化型緩蝕劑中含氮化合物A提高G105鋼在飽

3、和鹽水中的孔蝕電位作用較明顯;沉淀型緩蝕劑中含硅化合物B作用也較明顯;吸附型緩蝕劑中只有有機(jī)胺C的作用較明顯.然后,將含氮化合物A、含硅化合物B和有機(jī)胺C進(jìn)行正交復(fù)配,篩選出效果較好的復(fù)合緩沖劑(1％A+0.5％B+0.5％C).室內(nèi)動態(tài)模擬實驗結(jié)果表明:在溫度為80℃、連續(xù)通氧(2L/h)、轉(zhuǎn)速為2000r/min條件下,該復(fù)合緩蝕劑的室內(nèi)緩蝕率達(dá)到95％以上,明顯高于單組分緩蝕劑;運(yùn)用腐蝕試驗環(huán)法進(jìn)行現(xiàn)場評價試驗,結(jié)果表明:該復(fù)合緩

4、蝕劑和飽和鹽水鉆井液配伍性良好,現(xiàn)場緩蝕率達(dá)到90％左右,效果明顯.最后,該文運(yùn)用X-射線光電子能譜(XPS)對G105鋼在飽和鹽水中的鈍化膜進(jìn)行了初步研究,結(jié)果表明:105鋼在空白飽和鹽水中形成的鈍化膜的主要組成元素為Fe、C和O,而且鈍化膜為兩種鐵的氧化物γ-FeOOH、FeO結(jié)構(gòu),G105鋼在含有復(fù)合緩蝕劑的飽和鹽水中的鈍化膜除了含有Fe、C和O三種元素,還有N和Si,這說明復(fù)合緩蝕劑參與了鈍化膜的形成,復(fù)合緩蝕劑的加入使鈍化膜中