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第 10 期                       罗明良，等:  连续油管缓蚀用微乳液的制备与性能                                   ·1759·


                 chemicals
                 Foundation items: National Natural Science Foundation of China (51674278); “13th Five-Year” National
                 Science and Technology Major Project of China (2017ZX005030005); Shandong Provincial Natural Science
                 Foundation of China(ZR2018MEE010)


                 连续油管（Coiled tubing）（又称挠性油管）是                      S212 恒速搅拌器，上海申顺生物科技有限公
            用低碳合金钢制作的具有良好挠性管材，已在钻井、                            司；HH-S4 数显恒温水浴锅，金坛市医疗仪器厂；
            测井、打捞、射孔、压裂、酸化、洗井、井眼排液                             WG-43 电热鼓风干燥箱，天津市泰斯特仪器有限公
            和电潜泵安装等作业中广泛应用                 [1-3] 。但使用环境        司；FA1004 电子天平，上海方瑞仪器有限公司；
            的各种应力作用与腐蚀都会加剧连续油管损伤，缩                             FW-13 玻璃反应釜，上海予华仪器设备有限公司；
            短其使用寿命，尤其是强酸性介质中腐蚀损伤将更                             FLUKO 高速搅拌机，弗鲁克仪器上海有限公司；
            加严重    [4-6] 。因此，如何有效控制腐蚀成为连续油管                    ALPHA 傅里叶变换红外光谱仪，德国 Bruker 公司；
            规模应用的重要问题。油气田井下作业入井流体中                             Zetasizer Nano ZS90 激光粒度仪，英国马尔文仪器
            添加缓蚀剂是目前腐蚀防护技术中应用最广泛方法                             有限公司；JSM-5800 扫描电镜，日本 JOEL 电子公
            之一   [7-11] 。尽管缓蚀剂种类很多，但大多数缓蚀剂                     司；PGSTAT302N 型电化学综合测试系统，瑞士万
            在强酸性介质中成膜稳定性较差、岩石表面吸附量
                                                               通中国有限公司。
            大及缓蚀作用时间较短等，都会导致返排液及连续                             1.2   实验方法
            油管表面缓蚀组分含量过低，加剧了管材腐蚀，严                             1.2.1   微乳液型缓蚀剂制备及表征
            重影响连续油管使用寿命             [12-13] 。近年来，微乳液技
                                                                   选用表面活性剂和助表面活性剂组合 S 1+S 2+A，
            术已广泛应用于提高原油采收率、压裂酸化助排、
                                                               将曼尼希碱溶于白油作为油相，而增溶剂 OP-10、
            农药、涂料行业、土壤修复等方面，取得了良好效果                            增效剂 KI 和 NaCl 溶于水作为水相，固定油水体积
            [14-16] 。微乳液是一种由水、油、表面活性剂以及助
                                                               比为 1∶1，改变 S 1 与 S 2 及 A 的质量比 k m 〔m（S 1 +
            表面活性剂等组成的一种热力学稳定体系。应用拟
                                                               S 2 ）/m（A）〕。绘制拟三元相图，优选表面活性剂配
            三元相图法优选微乳液组分配比是目前常用方法，
                                                               比及 k m ，并结合拟三元相图中相结构分界线，测定
            因为拟三元相图中相结构分界线上部单相微乳液区
                                                               乳化剂加量对微乳液相态的影响，确定微乳液体系
            的面积大小不仅可以反映微乳液的溶水量和稳定
                                                               各组分最佳配比，参考 Shah 滴液法            [18] 制备了一种均
            性，而且也反映了形成微乳液的灵活程度，面积越
                                                               相微乳液型缓蚀剂。具体制备方法如下：室温条件
            大，则灵活程度越高，即形成微乳液所需表面活性
            剂、油水比例可以在较大的范围内变化                   [17] 。         下，称取 6.36 g 曼尼希碱季铵盐，加入盛有 33 g 白
                                                               油的烧杯中，以 200 r/min 速度搅拌 30 min，作为油
                 因此，本文研制了一种适合强酸性介质下连续
            油管用微乳液型缓蚀剂，并通过对微乳液的缓蚀效                             相 A 静置待用；同时分别称取 3.32 g  KI、1.17 g
            果、腐蚀挂片微观形貌与极化曲线等方面的分析研                             NaCl、5.87 g OP-10 依次加入盛有 29mL 清水的烧杯
            究，初步探讨微乳液型缓蚀剂长效缓蚀机理，以期为                            中，用玻璃棒缓慢搅拌至均匀，作为水相 B 静置待
            延长强酸性环境下连续油管使用寿命提供技术支持。                            用；然后再依次称取 6.65 g DTAB、6.65 g CTAB、
                                                               7.98 g 正丁醇加入油相 A 中，搅拌均匀，形成浑浊
            1    实验部分                                          状态液体 C；最后在 300 r/min 搅拌速度下，将水相
                                                               B 缓慢滴加到液体 C 中，直到混合液呈蓝色透明状
            1.1   试剂与仪器
                                                               态，即为微乳液型缓蚀剂 HSL-1。
                 曼尼希碱季铵盐缓蚀剂，工业级，山东聚鑫化
                                                                   对缓蚀剂 HSL-1 进行 FTIR 扫描，扫描范围 500~
            工有限公司；盐酸、丙酮、正丁醇（下文简称 A）、
                                                                                                          –1
                                                                      –1
                                                               4000 cm ，扫描次数为 24 次，分辨率小于 2 cm 。
            氯化钾、无水乙醇、柠檬酸、增溶剂 OP-10、增效
                                                                   微乳液粒径测试前依次使用乙醇、蒸馏水洗涤
            剂 KI 和 NaCl、十二烷基三甲基溴化铵 DTAB（下
            文简称 S 1 ），十六烷基三甲基溴化铵 CTAB（下文简                      石英材质的样品池。待样品池自然风干后，使用待
                                                     #
            称 S 2 ），AR，国药集团化学试剂有限公司；2 白油，                      测液体润湿样品池，然后将移液器靠近样品池底部，将
            工业级，重庆斯卡兰石油有限公司；CF-5A 助排剂、                         待测液体缓慢挤入样品池中，以避免气泡产生。利用
            CJ-2 稠化剂、YFP-1 防膨剂以及连续油管样品，长                       激光粒度仪测定微乳液中油滴粒径分布，测试温度
            庆井下技术作业公司。                                         为 25 ℃，标准 633 nm 波长激光器，检测角度为 90。
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