油酸咪唑啉缓蚀剂对三高气井碳钢110S管材的生产适应性研究

摘要

三高(高温、高压、高酸性)气井极端恶劣的工况条件使井筒管材腐蚀失效问题凸显,对管柱生产安全及其服役寿命构成了严重危害。为此,研究了油酸咪唑啉缓蚀剂在三高气井H_(2)S/CO_(2)多相流腐蚀环境中对碳钢110S的缓蚀性能及其生产适应性。以西南地区某三高气井碳钢110S为研究对象,运用70 MPa、200℃高温高压釜开展循环流动腐蚀试验模拟三高气井生产时油管内多相流工况环境,进行腐蚀性能评价。使用SEM观察试验后产物膜的形貌变动特征,借助等温吸附模型探讨了缓蚀机理。结果发现:当缓蚀剂浓度在0~1150 mg/L之间时,缓蚀剂浓度为650 mg/L时的缓蚀效率最高。当流速较高时,较大的剪切力会破坏吸附膜,从而降低缓蚀剂性能。在该工况条件下,油酸咪唑啉缓蚀剂在碳钢110S表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式。在井筒流速为1.7 m/s时,650 mg/L浓度下该缓蚀剂在气井非积液层段中表现出优异的缓蚀效果,缓蚀效率可达99%;气井一旦产生积液,建议选取合适的排水采气工艺以降低管柱腐蚀,延长管柱服役寿命。