ISSN 1008-9446
CN13-1265/T E承德石油高等专科学校学报第20卷第3期，2018年6月
Journal of Chengde Petroleum College V〇1.20，N〇.3，Jun. 2018
咪唑啉季铵盐的复配及缓蚀性能评价
吴效楠，强琳辉，许晗
(承德石油高等专科学校化学工程系，河北承德067000)
摘要：用自制的油酸咪唑啉、月桂酸咪唑啉、苯甲酸咪唑啉季铵盐分别与丙炔醇（PJAL)、十二烷基苯磺酸钠
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(SDBS)及二乙烯三胺五甲叉膦酸（DETPM P)进行复配，利用静态挂片失重法得出最佳复配条件：油酸咪唑啉
季铵盐质量浓度60 m g/L，按照质量比10. 6加人DETPM P，最高缓蚀率可达到93.7%。并用极化曲线法考察
关键词：咪唑啉季铵盐；缓蚀剂；复配；静态挂片法；极化曲线
中图分类号：T Q423 文献标志码：A文章编号=1008-9446(2018)03-0035-05
Compounding and Corrosion Inhibition Performance Assessment
of Imidazoline Quaternary Ammonium Salt
WU Xiao-nan，QIANG Lin-hui，XU Han
(Departm ent of Chem ical Engineering ，Chengde Petroleum C ollege，Chengde 067000，H ebei，C hina)
长沙中青旅国际旅行社Abstract：Self-made oleic aci(i im idazoline quaternary ammonium salt，lauric aci(i imidazoline qua
ternary ammonium salt and benzoic acid im idazoline quaternary ammonium salt were compounded
witli PR A L，SDBS and D ETPMP as compound agent. The optimum compounding condition was ob
tained by using the metliod of static coupon. Result indicated that the inhibition effi when the oleic aci(i imidazoline quaternary ammonium salt concentration is 60 m g/L and the mass ra
tio bet"ween oleic aci(i i midazoline quaternary ammonium salt and DETPMP is 1 ：0. 6. The synergistic
corrosion inhibition effect of com pounding inhibitor in oilfield water saturated by CCR was using the method of polarization curves.
Key words：imidazoline quaternary ammonium salt；corrosion inhibitor；compound $static weight-
loss te st；polarization curve
近几十年，在我国部分油气田中含CO：的高矿化度地层水腐蚀管道设备的情况比较突出，其腐蚀
问题严重限制和威胁着石油、天然气生产的安全和稳定[1]。目前，油田用于防腐蚀的方法有很多，主要
是向油田注水中加人定量的缓蚀剂来达到缓蚀效果[2]。其中咪哇啉型缓蚀剂作为一种低毒、高效的水基缓蚀剂，能够有效地抑制C〇2对金属的腐蚀[3,4]。但是单一的缓蚀剂效果并不是很理想，而且用量较大、费用较高。因此，对咪哇啉缓蚀剂进行复配，研究出用量少且缓蚀率较高的复配缓蚀剂十分必 要[5]。本文分别采用油酸、月桂酸、苯甲酸与二乙烯三胺反应生成咪哇啉，并与钠合成相应的
咪哇啉季铵盐。同时利用静态挂片失重法和极化曲线法研究了上述咪哇啉季铵盐与丙炔醇(PR A L)、十二烷基苯磺酸钠（SD BS)及二乙烯三胺五甲叉膦酸（D ETPM P)复配后在饱和C〇2油田水上海周边农家乐二日游
中的缓蚀性能。
1实验原理
1.1油酸咪唑啉季铵盐的合成
收稿曰期=2017-11-23
作者简介：吴效楠（ 1980-)，男，河北承德人，副教授，硕士，主要从事油田化学及工业催化的研究，E-mail:cdpc- wxn2007@163. com。
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承德石油高等专科学校学报
2018年第20卷第3期
h 2n h 2c h 2c
1.2月桂酸咪唑啉季铵盐的合成
N -C R
C H 3(CH 2)10COOH+HN(CH 2C H 2N H 2)2 民〇> C H 3(CH 2)10CONH(CH 2)2NH(CH 2)2N H 2 民〇_
I _ — 一 . — 一-
N -C R
季胺化(钠）n -c h 2 H 3C(CH2)1〇H f I _
八-c h 2
H H 2CH 2G2N C H 2COONa
h h 2c h 2c 2n
Cl -
1.3苯甲酸咪唑啉季铵盐的合成
2 实验部分
2.1咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成
参照文献[6-7]，将一定量的油酸、月桂酸及苯甲酸分别与二乙烯三胺、钠反应，通过两步脱 水法得到相应的咪唑啉季铵盐产品。
2.2
PAMMP 的合成
参照文献[8]，
将二乙烯三胺与环氧氯丙烷进行缩合反应得到产品。
吴效楠，等'咪唑啉季铵盐的复配及缓蚀性能评价
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2.3复配缓蚀剂制备
将三种咪唑啉季铵盐与模拟油田水配制成250 mL质量浓度为60 mg/L的缓蚀剂溶液，分别按照不 同的质量比加入PRAL、SDBS和DETPMP进行复配。
表1复配缓蚀剂的组成
伊利诺伊州时间咪唑啉季铵盐
咪唑啉季铵盐/复配试剂（质量比）
^复配试刀剂
1:0.21:0.41:0.61:0.81:1 PRAL P11P12P13P14P15
油酸咪唑啉季铵盐SD B S S11S12S13S14S15
D E TP M P D11D12D13D14D15
PRAL P21P22P23P24P25
月桂酸咪唑啉季铵盐SD B S S21S22S23S24S25
在哪订酒店比较便宜D E TP M P D21D22D23D24D25
PRAL P31P32P33P34P35
苯甲酸咪唑啉季铵盐SD B S S31S32S33S34S35
D E TP M P D31D32D33D34D35
2.4复配缓蚀剂性能评价
根据中国石油天然气股份有限公司企业标准（Q/SY 126-2007)配制模拟油田水[9]，并依据石油天然气 行业标准（SY/T5273-2000)在饱和CO.状态下对各组复配缓蚀剂在模拟油田水中的缓蚀率进行测定(10]。
采用极化曲线法在CHI600E电化学工作站上测试极化曲线。工作电极为A3钢片（面积1cm2)，砂 纸打磨至1 200目，参比电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂电极，腐蚀介质选用不同浓度复配缓蚀剂的 模拟油田水体系，实验温度25 v1 °C，极化曲线电位扫描由阴极向阳极进行，扫描速率为0.166 mV/s。
3结果与讨论
3.1复配缓蚀剂的缓蚀效果
按照步骤2.3将质量浓度为60 m/L的三种咪唑啉季铵盐缓蚀剂溶液分别参照表1加入PRAL、SDBS和DETPMP进行复配，并检测缓蚀效果。
油酸咪唑啉季铵盐、月桂酸咪唑啉季铵盐、苯甲酸咪唑啉季铵盐复配后的缓蚀效果分别如图1、图2、图3所示。
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承德石油高等专科学校学报
2018年第20卷第3期
由图1〜图3可知，三种咪唑啉季铵盐的复配缓蚀效果均随着复配质量比的增加而增强，除了苯甲DETPMP 复配后的效果均强于PRAL 与SDBS 。其中，
0.90「1:0.2 1:0.4 1:0.6
1:0.8 1：1
复配质量比
图3复配苯甲酸咪唑啉季铵盐的缓蚀效果
将表2中的三组最佳复配缓蚀剂与模拟油田水分别配成质量浓度为60 mg /L 的溶液，在饱和CO . 条件下检测钢片在上述溶液中的Tafel 曲线（按照极化曲线法测试），结果如图4所示。
从图4极化曲线可以看出，三组复配缓蚀剂加 入后对腐蚀反应的阴、阳极过程都有很大的抑制作 用，且在阴极的极化曲线斜率相近，因此缓蚀效果 相似。在阳极腐蚀过程中，三组复配缓蚀剂的自腐 蚀电流密度下降更为显著，此时在金属表面形成的 保护膜比较完整和致密，能够较好地阻止金属受到
进一步腐蚀。而且D 13、D 23的平衡电位较#34明 显正移，斜率也大于后者，可知三组复配缓蚀剂的 缓蚀效果区别在阳极腐蚀。因此，三组咪唑啉季铵 盐对A 3钢片均是一种以阳极抑制为主的混合型缓 蚀剂。
4结论
通过将合成的三种咪唑啉季铵盐分别与丙炔 醇（PRAL )、十二烷基苯磺酸钠（SDB #)、二乙烯三胺五甲叉膦酸（DETPMP )进行复配，发现在一定条件 下油酸咪唑啉季铵盐与DETPMP 复配后的缓蚀效果最好，最高缓蚀率可达93.7%。电化学极化曲线法 结果也表明，各组咪唑啉季铵盐的最佳复配缓蚀剂对A 3钢片的缓蚀机理相同，均主要通过抑制阳极反 应来达到缓蚀效果，此电化学行为也是大部分咪唑啉型缓蚀剂的突出特征。今后还应对此类型复配缓 蚀剂的缓蚀效果与温度的关系做进一步的研究。
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酸咪唑啉与SDBS 复配以外，其余咪唑啉季铵盐与 缓蚀效果最佳的是油酸咪唑啉季铵盐与DETPMP 按1:0. 6%质量比）进行复配，缓蚀率达到93.7%， 且随着配比的增加缓蚀率基本保持不变，说明此 时的复配缓蚀剂已达到该条件下的最大吸附量。
三种咪唑啉季铵盐与各组复配试剂的最佳复配条 件如表2所示。
表
2
复配缓蚀剂的最佳配比
咪唑啉季铵盐复配试剂编号质量比缓蚀率
油酸咪唑啉季铵盐
D E TP M P
D 131:0.693.7%月桂酸咪唑啉季铵盐D
E TP M P D 231:0.690.2%苯甲酸咪唑啉季铵盐
SD B S
S 34
1:0.888.9%
3.2最佳复配缓蚀剂对A 3钢片的缓蚀作用
-■-P R A L
^a ^SDBS
—
DETPMP
5
o
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(上接第10页）
由图2、表6可知，临41-斜123井 油层套管固井质量优质，重点封固井段 测井解释优质，这说明自行研发的低密 度水泥浆体系现场性能优良，调整井防 窜固井技术效果明显，实现了商25区块 调整井固井防窜的目的。
表T临41-斜123井测井评价
评价段长
测井评价
一界面二界面
优质合格不合格优质合格不合格2 010 m87.367.99 4.6571.5718.589.85
3结论
1) 商25区块调整井防窜固井技术主要由梯度多凝水泥浆技术、前置液防污染技术、提高顶替效技术和浆量设计等工艺组成。
2) 现场试验表明，针对商25区块调整井固井需求研发的低密度水泥浆体系和防窜固井技术效果显，解决了商25区块调整井固井防窜的问题。
3) 通过开展商25区块调整井固井技术的研究，初步形成一套具有较强理论基础和实践指导意义调整井防窜固井工艺技术与配套措施，为临盘地区的固井作业奠定较好的理论和实践基础，逐步提高临
盘地区的油田采收率和开发水平。
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