SYT5405-2019酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標

中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標準酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標ofcorrosioninhibitor2019—11-04發(fā)布2020—05—01實施國家能源局發(fā)布I前言 Ⅱ 12規(guī)范性引用文件 13儀器設(shè)備、試劑和材料 14試樣制備 34.1掛片制備 34.2鹽酸的配制 34.3土酸的配制 45常壓靜態(tài)腐蝕速率測定方法及評價指標 55.1常壓靜態(tài)腐蝕速率測定步驟 55.2計算 55.3評價指標 65.4實驗數(shù)據(jù)相對誤差規(guī)定 66高溫高壓動態(tài)腐蝕速率測定方法及評價指標 66.1高溫高壓動態(tài)腐蝕測定步驟 66.2腐蝕速率計算 76.3實驗數(shù)據(jù)相對誤差規(guī)定 76.4評價指標 77防腐蝕測定方法及評價指標 77.1鮮酸中緩蝕劑防點蝕測定方法 77.2乏酸中緩蝕劑防腐蝕測定方法 77.3結(jié)果計算及表述 87.4乏酸中緩蝕劑防平均腐蝕評價指標 88溶解分散性測定方法及評價指標 88.1測定步驟 88.2評價指標 99安全與環(huán)境控制要求 9附錄A(規(guī)范性附錄)采樣要求和方法 附錄B(資料性附錄)測試結(jié)果記錄格式 Ⅱ本標準按照GB/T1.1—2009《標準化工作導(dǎo)則第1部分：標準的結(jié)構(gòu)和編寫》給出的規(guī)則起草。本標準修訂并代替SY/T5405—1996《酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標》,本標準與SY/T5405—1996相比，除編輯修改外，主要技術(shù)變化如下：-——修改了范圍(見第1章);——修改了規(guī)范性引用文件(見第2章，1996年版的第2章);——增加了儀器設(shè)備、試劑和材料(見第3章，1996年版的3.2,4.2,5.2,6.2和7.2); 增加了試樣制備(見第4章，1996年版的3.3和3.4);——刪除了基本原理(見1996年版的3.1,4.1,5.1,6.1和7.1);——修改了常壓靜態(tài)腐蝕速率測定步驟(見5.1,1996年版的3.5);——修改了腐蝕速率測定條件及緩蝕劑評價指標(見表1、表3,1996年版的表1、表3);——修改了實驗數(shù)據(jù)相對誤差規(guī)定(見表2,1996年版的表2); 增加了對高溫高壓動態(tài)腐蝕速率的升溫速度和實驗時間的準確描述(見6.1.4和6.1.5)——刪除了示意圖(見1996年版的圖4、圖5和圖6);——刪除了腐蝕速率的平行實驗(見1996年版的3.6.3);——刪除了緩速率的測定及計算公式(見1996年版的3.6.4);——修改了乏酸中緩蝕劑防腐蝕評價指標(見表4,1996年版的表4); 刪除了乏酸的點蝕評價指標(見1996年版的5.6.2):——修改了緩蝕劑溶解分散性評價指標中觀察時間(見表5,1996年版的表6); 增加了對增加鮮酸腐蝕后掛片的點蝕觀察(見7.1); 刪除了緩蝕劑對巖心滲透率損害試驗方法(見1996年版的第7章)——刪除了恒電位極化曲線法測定緩蝕劑的緩蝕率及評價指標(見1996年版的第8章); 增加了安全與環(huán)境控制要求(見第9章):——增加了采樣要求和方法(見附錄A)。本標準由油田化學(xué)劑專業(yè)標準化技術(shù)委員會提出并歸口。本標準起草單位：中國石油勘探開發(fā)研究院，中國石化勝利油田石油工程技術(shù)研究院，西安長慶化工集團有限公司，大慶油田有限責(zé)任公司采油工程研究院，中國石油天然氣股份有限公司西南油氣1酸化用緩蝕劑性能試驗方法及評價指標本標準規(guī)定了油(氣)田鹽酸及土酸酸化用緩蝕劑性能的試驗方法及評價指標。本標準適用于油(氣)田鹽酸及土酸酸化用緩蝕劑的性能評價。下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T6682分析實驗室用水規(guī)格和試驗方法儀器設(shè)備、試劑和材料應(yīng)包括但不限于：a)常壓靜態(tài)腐蝕實驗裝置(見圖1和圖2)。b)高溫高壓動態(tài)腐蝕測定儀：CRS或同類儀器，接觸測試液體部分加裝聚四氟乙烯套筒。c)分析天平：感量0.1mg。d)密封式化驗粉碎機：型號GJ-3或同類產(chǎn)品。e)點蝕測深儀：測量范圍0mm～5mm,精度±0.02mm。f)實體顯微鏡：型號Stemi-508或同類產(chǎn)品，放大倍數(shù)200倍。g)恒溫水浴鍋：精度±1℃。h)游標卡尺：精度±0.02mm。i)標準篩：φ200×50～0.15/0.10。j)反應(yīng)容器(玻璃瓶、塑料瓶):1000mL。k)具塞比色管：100mL。1)具塞透明塑料管：100mL。m)精密pH試紙。n)量筒：1000mL。r)檸檬酸三銨：化學(xué)純。s)秒表：精度0.01s。t)鑷子：不銹鋼或者塑料。u)稱量手套：棉質(zhì)。v)鹽酸：質(zhì)量分數(shù)為36%～38%,化學(xué)純，計算密度時質(zhì)量分數(shù)按照37%計算。w)氫氟酸：質(zhì)量分數(shù)為40%,化學(xué)純。21—回流冷凝器；2—膠塞；3—掛鉤；4—溫度計；5—反應(yīng)容器；6—恒溫水浴；7—掛片；8—反應(yīng)容器支架圖2土酸酸化用常壓靜態(tài)腐蝕試驗裝置3SY/T5405—2019y)石油醚：化學(xué)純，沸程60℃~90℃。aa)緩蝕劑：工業(yè)品，取樣見附錄A。4試樣制備4.1.1掛片加工：掛片材質(zhì)選擇N80鋼材，掛片加工時，嚴禁熱處理、鍛壓及敲打。4.1.2掛片尺寸：掛片的形狀及尺寸，如圖3所示。4.1.3掛片打磨：使用粗糙度Ra小于或等于1.2的掛片，如果粗糙度達不到要求，則用400號金相砂紙打磨，除去斑痕和毛刺，打磨后仍有缺陷的掛片不應(yīng)使用。4.1.4掛片清洗：將已打磨的掛片用鑷子夾持，在丙酮或石油醚中用軟刷清洗除去油污，然后在無水乙醇中浸泡約1min后取出用冷風(fēng)吹干或晾干，放入干燥器內(nèi)待稱量。4.1.5掛片稱量：放入干燥器20min后稱量(精確至0.0001g)并作記錄，再儲存于干燥器內(nèi)待用。根據(jù)測定要求，按公式(1)和公式(2)計算配制一定體積、一定質(zhì)量分數(shù)的鹽酸所需要濃度為36%～38%鹽酸和蒸餾水用量，蒸餾水滿足GB/T6682三級水要求。配制時，邊攪拌邊將鹽酸緩慢加圖3掛片尺寸示意圖鹽酸用量按公式(1)計算：式中：4SY/T5405—2019W——所配制的鹽酸質(zhì)量分數(shù)，用百分數(shù)表示(20%鹽酸的密度為1.1004g/cm3,37%鹽酸的密度蒸餾水用量按公式(2)計算：V?=(V·p-V?·p?)/p……………(2)式中：根據(jù)測定要求，按公式(3)、公式(4)和公式(5)計算配制一定體積、一定質(zhì)量分數(shù)的土酸所慢、攪拌加入，配好后攪拌混勻；用滴定法測定其實際濃度，測定誤差不超過±0.2%;最后按照質(zhì)鹽酸用量按公式(3)計算：……式中：氫氟酸用量按公式(4)計算：式中：W?——氫氟酸質(zhì)量分數(shù)，用百分數(shù)表示(40%氫氟酸的密度為1.1300g/cm3)。蒸餾水用量按公式(5)計算：Y'=(V'·p'-V?·P?-V?·p?)/p…………(5)式中：5SY/T5405—20195.1.3根據(jù)每平方厘米掛片表面積酸液用量20mL計算所需酸液量，按第4章配制的酸液用1000mL5.2.1腐蝕速率按公式(6)計算：5.2.2掛片表面積按公式(7)計算：A?=(L·a+a·b+b·L)×2 (7)6評價指標符合表1的要求。表1常壓靜態(tài)腐蝕速率測定條件及緩蝕劑評價指標酸液類型實驗溫度℃反應(yīng)時間h酸液質(zhì)量分數(shù)%緩蝕劑質(zhì)量分數(shù)%緩蝕劑評價指標g/(m2·h)HClHF鹽酸4土酸33實驗數(shù)據(jù)相對誤差符合表2的要求。表2實驗數(shù)據(jù)相對誤差規(guī)定平均腐蝕速率g/(m2·h)相對誤差%0.5～10.0>10.0～20.0>20.0～40.06高溫高壓動態(tài)腐蝕速率測定方法及評價指標6.1高溫高壓動態(tài)腐蝕測定步驟6.1.1測定條件：測定條件符合表3的要求。6.1.2裝調(diào)儀器：根據(jù)每平方厘米掛片表面積酸液用量20cm2,把按第4章制備的定量酸液倒入高壓釜體內(nèi)，將掛片吊在掛片器上，安裝攪拌、密封、掛片組件并擰緊，接好管線。開啟測定儀器電源，6.1.3打開高壓氮氣源閥門，調(diào)節(jié)氣壓閥，啟動泵，使釜內(nèi)保持12MPa壓力。6.1.4儀器升溫速度控制在3℃/min～4℃/min,當酸液溫度達到測定溫度，通過卸壓閥調(diào)節(jié)反應(yīng)容器壓力為測定所需壓力，啟動攪拌馬達，調(diào)節(jié)到測定所需轉(zhuǎn)速，酸液達到測定溫度時開始計時。6.1.5反應(yīng)時間至4h時停止加熱及攪拌，停止計時，開始冷凝裝置降溫，當溫度降至80℃時，對反應(yīng)釜卸壓，排放殘酸，取出掛片，觀察腐蝕狀況并作詳細記錄。6.1.7掛片稱量：按照5.1.7執(zhí)行。7按照5.2執(zhí)行。實驗數(shù)據(jù)相對誤差符合表2的要求。評價指標符合表3的要求。酸液類型實驗溫度℃實驗壓力MPa攪拌速度r/min反應(yīng)時間h酸液質(zhì)量分數(shù)%緩蝕劑質(zhì)量分數(shù)%緩蝕劑評價指標g/(m2·h)HCl鹽酸40土酸4333337.1.1用點蝕測深儀觀測常壓靜態(tài)腐蝕速率或高溫高壓動態(tài)腐蝕速率實驗測定后的掛片，并在整個掛片表面上找出最大點蝕深度(hmx)。7.1.2用實體顯微鏡，在整個掛片表面上找出點蝕最嚴重的區(qū)域，統(tǒng)計、記錄該區(qū)域1cm2(正方形)內(nèi)的點蝕孔數(shù)(N)和最大點蝕面積(S),記錄格式參見表B.2。7.2.1直接取現(xiàn)場施工返排乏酸，乏酸采樣符合附錄A的要求。a)取現(xiàn)場巖樣粉碎，80%以上巖樣碎屑通過φ200×50～0.15/0.10標準篩，取篩下巖樣粉末供b)取1000mL第4章中配制的鹽酸(碳酸鹽巖)或土酸(砂巖),加入所需濃度的緩蝕劑，攪勻；邊攪拌邊加入過篩巖樣粉末，使反應(yīng)液的pH值為3.0～4.0(用精密試紙測定),過濾，7.2.3用碳酸鈣制備鹽酸酸化時的乏酸：取1000mL的測定所需濃度的鹽酸(如果按照20%鹽酸)再加所需用量的緩蝕劑，與相應(yīng)數(shù)量完全反應(yīng)的碳酸鈣(需要約301g)反應(yīng)，攪拌，反應(yīng)后，用20%8SY/T5405—2019鹽酸調(diào)至pH值為3.0～4.0(用精密試紙測定)。7.3.1平均腐蝕速率按公式(6)和公式(8)計算。7.3.3平均點蝕刻度按公式(10)計算：…………溫度℃平均腐蝕速率g/(m2·h)98.1.2接通恒溫水浴電源，升溫至測定溫度(控溫精度±1℃)。8.1.3將已配好的酸液100mL倒入具塞比色管(鹽酸)或透明塑料筒(土酸)中，然后用移液管向具塞比色管或透明塑料筒中，加入質(zhì)量分數(shù)為酸化設(shè)計時的1.2倍的緩蝕劑，蓋上瓶蓋，搖動5min8.1.5在測定溫度下，定時觀察酸液外觀的變化情況并作詳細定性描述(參見表B.3)。主要內(nèi)容是酸液體系是否透明清亮均相分散，是否有乳化、絮凝，是否有液/液相分層評價指標符合表5的要求。指標觀察時間一級開始，4h酸液透明清亮，無液/液相分層，無液/固相分離二級酸液不透明，但仍是均勻的液體，并在實驗時間內(nèi)液體穩(wěn)定，無分層，無沉淀9.1在實驗過程中，實驗者應(yīng)采取適當?shù)陌踩徒】捣雷o措施，應(yīng)穿工作服，佩戴化學(xué)安全防護眼鏡、手套等防護用品。高壓實驗設(shè)備應(yīng)有明顯的提示標識。9.2在實驗室樣品檢測中，涉及強酸強堿操作時，實驗員應(yīng)穿工作服，戴橡膠耐酸堿手套，佩戴防酸安全防護眼鏡。皮膚接觸時，立即脫去污染的工作服，用流動清水沖洗至少5min,嚴重時及時送醫(yī)；眼睛接觸時，立即用沖眼器沖刷，嚴重時及時送醫(yī)；吸入時，迅速脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處，保持a)小容器(如瓶、罐)用手搖晃進行混勻。b)中等容器(如桶、聽)用滾動、倒置或手工攪拌器進行混勻。c)大容器(如貯罐、槽車)用機械攪拌器、噴射循環(huán)泵進行混勻。二…1二…1A.2.1緩蝕劑和乏酸都是在常溫下易于流動的單相均勻液體，把同一批次的緩蝕劑和乏酸作為均在采樣過程中樣品發(fā)生變化(如吸水、氧化)。A.2.5樣品容器和貯存：c)在雙方協(xié)商的規(guī)定日期內(nèi)妥善保存樣品，對1)對易揮