油气田开发和集输过程中,H₂S、CO₂、溶解氧、细菌及高矿化度采出液等多种腐蚀因素并存,显著加速金属管线和设备的腐蚀劣化。
维克乐®ET-102 是我司自主研发的一款烷基咪唑啉吸附膜型缓蚀剂,可有效应对溶解氧、H₂S、CO₂ 和氯离子等腐蚀介质,同时抑制垢下局部腐蚀。产品无毒、环保、不含重金属,专为油气地面集输系统设计。
2.1 理化指标
项目 | 指标 | 检测方法 |
外观 | 黄色透明液体 | 目视 |
水溶性 | 水分散,无相分离 | GB/T 6324.1 |
密度 d₂₀(g/cm³) | 0.9 – 1.1 | GB/T 13378 |
pH 值(10% 水溶液) | ≤ 8 | SH/T 0069 |
运动粘度(mm²/s,40℃) | < 80 | GB/T 265 |
倾点(℃) | ≤ -10 | GB/T 3435 |
缓蚀率(电化学法,%) | ≥ 80 | GB/T 35509-2017 |
缓蚀率(静态失重法,%) | ≥ 70 | GB/T 35509-2017 |
化学成分: 烷基咪唑啉缓蚀剂 + 特种表面活性剂 + 增效剂的复合组合物
2.2 实测缓蚀性能数据
以下数据来自第三方实验室油气田缓蚀剂测评(N80 钢基材):
测试编号 | 应用定位 | 添加量 | 测试方法 | 测试条件 | 缓蚀率 | 腐蚀速率 | 标准要求 |
ET-102-① | 采出水 | 30 ppm | 常压静态 | 矿化度 6.24 万,CO₂ 饱和,50℃,7 days | 96.16% | — | ≥ 70% ✅ |
ET-102-② | 集输 | 200 ppm | 高压静态 | 矿化度 6.24 万,CO₂ 分压 0.8 MPa,总压 2 MPa,50℃,7 days | 90.62% | 0.52 mm/a | > 75% ✅ |
ET-102-③ | 集输 | 200 ppm | 高压动态 | 矿化度 6.24 万,CO₂ 分压 0.8 MPa,总压 4 MPa,50℃,7 days,150 rpm | 96.00% | 0.27 mm/a | > 75% ✅ |
关键结论: 三项实测缓蚀率均显著高于标准要求,其中常压静态条件下 30 ppm 添加量即达到 96.16% 的缓蚀率,高压动态条件下腐蚀速率低至 0.27 mm/a,充分验证了 ET-102 在集输工况下的优异缓蚀性能。
ET-102 的缓蚀机理基于 化学吸附成膜 与 电化学抑制 双重作用:
3.1 吸附膜形成
分子内的 N 原子等杂原子及亲金属锚固基团,通过配位键迅速吸附在金属表面活性位点,形成致密的单分子吸附膜。该吸附膜具有以下特征:
• 致密性:咪唑环平面平行于金属表面排列,分子间范德华力使膜层紧密堆积
• 选择性:优先吸附于阳极活性区,阻断 Fe → Fe²⁺ + 2e⁻ 的阳极溶解过程
• 稳定性:在高温(≥ 50℃)和高矿化度条件下仍保持吸附强度,不易脱附
3.2 电化学抑制
吸附膜同时影响腐蚀电化学的阴阳极过程:
• 阴极抑制:降低 H⁺ 向金属表面的扩散速率,减缓阴极析氢反应(2H⁺ + 2e⁻ → H₂↑)
• 阳极抑制:阻断腐蚀介质(Cl⁻、H₂S、CO₂)与金属表面的直接接触,抑制阳极溶解
• 协同效应:特种表面活性剂降低界面张力,增效剂强化吸附膜在高温高压条件下的稳定性
3.3 实测数据与机理印证
工况条件 | 实测缓蚀率 | 机理解释 |
常压静态,30 ppm | 96.16% | 静态条件下吸附膜完整覆盖,低浓度即可实现高效缓蚀 |
高压静态(2 MPa),200 ppm | 90.62% | 高压 CO₂ 增加腐蚀驱动力,缓蚀率略有下降但仍远超标准 |
高压动态(4 MPa,150 rpm),200 ppm | 96.00% | 剪切力未破坏吸附膜,反而促进缓蚀剂传质,缓蚀率回升 |
4.1 适用场景
场景 | 典型工况 | 适用性 |
地面集输管线 | CO₂/H₂S 共存,矿化度 ≤ 8 万 | ✅ 推荐 |
集输站场设备 | 温度 40–80℃,含水 | ✅ 推荐 |
采出水回注系统 | 高矿化度,含 CO₂ | ✅ 可用 |
油井井下 | 高温高压,含 H₂S | ⚠️ 建议使用 ET-101(油井专用型) |
4.2 推荐用量
工况条件 | 推荐添加量 | 备注 |
常规集输(温度 ≤ 65℃) | ≥ 15 ppm | 以采出水量为基准计算 |
高温集输(温度 > 65℃) | ≥ 75 ppm(有效物) | 高温加速腐蚀,需提高剂量 |
高腐蚀介质(H₂S + CO₂ 共存) | 根据实验室测试确定 | 建议先做模拟水质挂片试验 |
用量确定原则: 具体用量因油田出水的腐蚀介质含量、温度、流速等因素而异。强烈建议 在实际应用前进行实验室模拟测试(静态挂片或电化学法),以确定经济且有效的添加量。
4.3 使用方法
1. 操作前检查: 确认桶内产品为均匀熔融状态,如有凝固现象,应预先加热至流动状态(建议水浴加热,温度不超过 60℃)
2. 用量计算: 按采出水量 × 推荐添加量计算所需缓蚀剂总量
3. 稀释操作: 可根据现场需要稀释,稀释用水建议使用软化水;将计算量的缓蚀剂取入专用容器,按计量加入系统
4. 加药方式: 可通过计量泵连续投加或批次投加,推荐在泵站入口或混合器前端加入,确保充分混合
• 包装规格: 塑桶包装,每桶净含量 220 L,也可根据用户需求定制
• 储运条件: 防晒、防火、防潮、防碰撞,存放于清洁、阴凉、干燥的库房中
• 剩余产品: 使用后包装内如有剩余,应立即密封,防止挥发和吸潮
• 保质期: 常温下保质期一年
• 安全性: 产品无毒、环保、不含重金属,操作时建议佩戴常规防护手套和护目镜
Q1:ET-102 与 ET-101 有什么区别?如何选择?
A:两款均为烷基咪唑啉缓蚀剂,但应用定位不同:
• ET-101 为油井专用型,适用于井下高温高压、不含 H₂S 的油井环境(实测 60℃/30 ppm 缓蚀率 82.53%)
• ET-102 为地面集输型,适用于采出水和集输系统,可应对 CO₂/H₂S 共存工况(实测 50℃/30 ppm 缓蚀率 96.16%)
选择时以应用场景为准:井下 → ET-101,地面集输/采出水 → ET-102。
Q2:ET-102 在高压动态工况下的表现如何?
A:在 CO₂ 分压 0.8 MPa、总压 4 MPa、150 rpm 搅拌条件下,200 ppm 添加量实测缓蚀率达 96%,腐蚀速率 0.27 mm/a,显著优于行业标准(> 75%)。动态剪切力未破坏吸附膜,反而因促进传质使缓蚀率进一步提升。
Q3:ET-102 是否可以与阻垢剂复配使用?
A:可以。ET-102 为纯缓蚀剂,不含阻垢组分。若系统同时存在结垢风险(如高钙镁采出水),建议复配阻垢剂,或直接选用 维克乐®ET-103(阻垢缓蚀一体化产品)。
Q4:如何确定**经济用量?
A:**用量取决于腐蚀介质浓度、温度、流速和水质。建议流程:
1. 取现场采出水样品
2. 在实验室进行静态挂片试验(梯度添加量:15/30/50/75/100 ppm)
3. 根据缓蚀率–用量曲线确定经济拐点
如需更多信息、样品测试或现场技术支持,请联系维克乐®技术服务团队。