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高效固体缓释型阻垢剂的研制及性能分析

一、主要作者及研究机构

本研究由毕凤琴、韩嘉平、李会星、赵红梅和王勇共同完成。作者单位包括东北石油大学和大庆测试技术服务分公司检测中心。该研究发表于《化工机械》2014年第41卷第1期。

二、学术背景

大庆油田已进入开采中后期，油田管道结垢和腐蚀问题日益严重，解决这些问题迫在眉睫。传统的液体缓蚀阻垢剂由于随流体流失较大，添加量大且作用周期短，效果不理想。相比之下，固体缓蚀阻垢剂在缓慢溶解过程中能持续发挥防腐和阻垢作用，具有较长的作用时间和良好的经济性。因此，本研究旨在针对大庆油田五厂地区水驱输油管道的腐蚀结垢现象，研制一种高效固体缓释型阻垢剂，并对其性能进行分析。

三、研究流程

1. 实验仪器与药品
   实验使用了美国Gamry PCI4/7500电化学工作站、恒温水浴锅等仪器，以及多种复配试剂（如ATMP、HEDP、PA等）和大庆五厂杏一13计量间的油田采出液。

2. 缓蚀阻垢剂的制备
   缓蚀阻垢剂由主剂（有机磷酸或磷酸盐）、分散剂、特殊缓蚀或阻垢剂和载体组成。复配方案采用正交试验法，制备了32种缓蚀阻垢药剂，筛选出性能稳定的药剂。制备过程包括测试水质成分、确定腐蚀和结垢性、选取药剂成分、加热混合、粘合冲模、脱模干燥等步骤。

3. 性能测试
   缓蚀性能采用石油天然气总公司行业标准SY/5273-1991进行评定，阻垢性能采用EDTA络合滴定法测定。通过失重法对添加的定量缓蚀阻垢剂进行动态模拟检测，确定缓释速率。

四、主要结果

1. 缓蚀性能分析
   电化学实验显示，加注药剂后自腐蚀电位上升，腐蚀电流从341μA降至22μA，极化电阻从1.104kΩ增加到1.104kΩ，腐蚀速率从0.310mm/a降至0.070mm/a，达到了油田集输管道的腐蚀标准。

2. 阻垢性能分析
   在采出液中加入缓蚀阻垢剂后，阻垢率在前几天分别为81%和83%，第四五天达到90%，之后稳定在91%左右，表明药剂阻垢性能良好且稳定。

3. 最佳用量确定
   加注量为10mg/L时，腐蚀电流为7.5μA，自腐蚀电位较高，采出液极化电阻变大，腐蚀速率为0.069mm/a，低于国家管道腐蚀标准。

4. 缓释性能分析
   固体缓蚀阻垢剂的缓释速率约为每10天溶解8%，加注周期约为3个月，采出液中药剂含量在10～15mg/L之间，满足最佳加注用量要求。

五、结论

1. 研制的固体缓蚀阻垢剂缓蚀性能良好，加注后腐蚀速率显著降低。
2. 药剂在加注后4～5天达到理想阻垢效果，阻垢率稳定在91%左右。
3. 聚乙烯醇为粘合剂的缓释性能良好，缓释速率约为每10天8%，加注周期约为3个月。
4. 固体缓释型缓蚀阻垢剂加注用量为10mg/L时，缓蚀性能良好，可用作大庆油田五厂地区水驱管道的专用缓蚀阻垢剂。

六、研究亮点

1. 研制了一种高效固体缓释型阻垢剂，解决了传统液体药剂添加量大、作用周期短的问题。
2. 采用正交试验法筛选出性能稳定的药剂，优化了复配方案。
3. 通过电化学实验和动态模拟检测，全面评价了药剂的缓蚀和阻垢性能。

七、其他价值

本研究为大庆油田管道腐蚀结垢问题的解决提供了一种经济高效的方案，具有重要的应用价值。同时，研究方法和结果也为其他油田的类似问题提供了参考。

以上为基于文档内容的学术报告，详细介绍了研究的背景、流程、结果及其意义。