【摘 要】
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注水是油田增产的一种新方法,但由于注水为高矿化度的水介质,加之油井周围有较高含量的H2S等介质,这样的混合水质会对注水系统产生严重的腐蚀,从而极大地影响油田的开采和油田设备的使用寿命。注水介质中添加缓蚀剂可有效防止腐蚀,尤其当注水管表面形成钝化膜后可以减轻注水介质的腐蚀,但是喹啉缓蚀剂在钢表面成膜机理尚不清楚,特别是对于已成膜的表面在使用过程的受到划痕损伤后膜的修复能力的研究仅限于理论分析上,极大
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注水是油田增产的一种新方法,但由于注水为高矿化度的水介质,加之油井周围有较高含量的H2S等介质,这样的混合水质会对注水系统产生严重的腐蚀,从而极大地影响油田的开采和油田设备的使用寿命。注水介质中添加缓蚀剂可有效防止腐蚀,尤其当注水管表面形成钝化膜后可以减轻注水介质的腐蚀,但是喹啉缓蚀剂在钢表面成膜机理尚不清楚,特别是对于已成膜的表面在使用过程的受到划痕损伤后膜的修复能力的研究仅限于理论分析上,极大地限制了喹啉缓蚀剂的应用和深入研究。本课题采用失重法、极化曲线、交流阻抗法等电化学方法,研究探讨了喹啉缓蚀剂在模拟注水介质中分别对X70钢母材和焊缝的缓蚀作用及其缓蚀机理,探讨了喹啉缓蚀剂的成膜机制。采用划伤电极法,结合数学拟合及高场强离子传导模型,研究了喹啉缓蚀剂在母材和焊缝表面成膜的反应历程及吸附膜的生长动力学规律。研究结果表明:喹啉缓蚀剂能很好地抑制X70钢母材及焊缝在注水介质中的腐蚀。喹啉在X70钢母材及焊缝表面属吸附成膜机制,吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,温度的升高不利于喹啉缓蚀剂在母材及焊缝表面的吸附;添加喹啉缓蚀剂,母材与焊缝的极化曲线均向下移动,自腐蚀电流密度减小,自腐蚀电位正移;吸附膜使母材和焊缝的阳极极化曲线都出现了明显的钝化。X70钢母材及焊缝在模拟注水介质中的阻抗谱图都是由高频区的容抗弧和低频区的扩散尾组成,腐蚀过程满足Rs(CPE(RctW0))电路模型,喹啉添加量和温度发生变化,仅使电荷转移电阻和电容数值发生变化,腐蚀模型不会改变;添加喹啉后,母材及焊缝在注水介质中的电荷转移电阻Rct增大,电容Cdl减小,但弥散指数n变化不大。25℃下,添加喹啉浓度在1.2wt.%时,划伤后的电流密度可以在100s左右衰减至划伤前的初始电流密度,一旦试样表面发生破裂,该浓度下,母材和焊缝表面均可以快速重新吸附成膜;喹啉吸附膜在注水介质中的生长动力学规律遵循:i(t)=Imaxexp(-βt),其中,β表征膜生长速率,Imax表示峰值电流密度。生长速率常数β随喹啉浓度的增加而增大,随温度的升高而减小。吸附膜生长机理遵循高场强离子传导模型。
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