【石油天然气行业标准(SY)】 酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标

中华人民共和国石油天然气行业标准SY/ T 54051996
酸化用缓蚀剂性能试验方法及
评价指标
1996-12-15 发布
中国石油天然气总公司
1997~06-30实施
引用标准
常压静态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及议价指标高温高压动态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及评价指标乏酸中缓蚀剂防腐蚀测定方法及评价指标缓蚀剂溶解分散性测定方法及评价指标缓蚀剂对岩心渗透率损害试验方法恒电位极化曲线法测定缓蚀剂的缓蚀率及评价指标8
附录A（提示的附录）
试验数据记录表格式
(10）
（11）
(13）
（17）
本标准对SY5405--91《盐酸酸化缓蚀剂性能的试验方法及评价指标》和SY5451-92《土酸酸化缓蚀剂试验方法及评价指标》进行了综合、修订、补充。本标准规定了六项酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标。本标准保留了原标准中经实践证明适合我国酸化用缓蚀剂性能试验方法的部分内容；增补了下列内容：
乏酸腐蚀试验方法，以测定乏酸中缓蚀剂防腐蚀、防点蚀性能；长岩心流动试验方法，以测定缓蚀剂对地层损害的程度和深度。本标准力求实用，删除了原标准SY545192中：第7章稀土酸中通氧动态腐蚀试验方法；第9章缓蚀剂在酸中残渣分析方法；一第11章现场试验方法。
本标准参考美国ASTM／G3-89标准，增补了：恒电位极化曲线法测定腐蚀速率，以直接、快速测定缓蚀剂缓蚀性能。本标准为适应技术发展需要，力求先进准确，吸收采纳了下列美国ASTM标准系列的部分内容：
-ASTM／G190（1994）中6.2.5，以避免标记试片时产生应变区；—ASTM／G31一72（1990）中7.3.1，通过计算统一规定试片孔径；-ASTM／G3172（1990）中8.9.2，统一规定单位试片表面积用酸体积；ASTM／G46一94中A，规定测点蚀显微镜放大倍数为200倍；ASTM／G46-94中6.3.2，以正确描述点蚀程度；—ASTM／G46—94中6.2.1，统规定点蚀指标；ASTM／G3一89（1994)，以规定腐蚀试验中的电化学方法。本标准从生效之日起，同时代替SY5405—91及SY5451一92。本标准的附录A是提示的附录。
本标准由石油工业标准化技术委员会提出并归口。本标准由中国石油天然气总公司石油勘探开发科学研究院廊坊分院负责起草。本标准主要起草人郭彬胡恩安张汝生1范围
中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5405-1996
代替SY5405—91
SY5451-92
酸化用缓蚀剂性能试验方法及评价指标本标准规定了油（气）田盐酸及土酸酸化用缓蚀剂性能的试验方法及评价指标。本标准适用于油（气）田盐酸及土酸酸化用缓蚀剂的筛选和评价。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB／T6680—1986液体化工产品采样通则SY／T5336—1996岩心常规分析方法3常压静态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及评价指标3.1方法原理
采用挂片失量法。在常压、温度不高于90℃条件下，将已称量的试片分别放人恒温的未加和加有缓蚀剂的酸溶液中，浸泡到预定时间后，取出试片，清洗、干燥处理后称量，计算失量、平均腐蚀速率及缓蚀率。
3.2仪器及试剂
3.2.1仪器：
a）常压静态腐蚀试验装置（见图1、图2)；b）分析天平：感量0.1如g；
c）恒温水浴：工作温度为室温～95℃，控温精度为±1℃；d）游标卡尺：精度0.02mm，
e）反应容器（玻璃瓶、塑料瓶)；f）干燥器。
3.2.2试剂：
a）盐酸：质量分数为36%～38%，化学纯；b）氢氟酸：质量分数为40%，化学纯；c）丙酮：化学纯；
d）石油醚：化学纯；
e）无水乙醇：化学纯；
f）缓蚀剂：工业品；
g）氢氧化钠标准溶液：0.5mol/L；h）甲基橙指示液：1g／L；
i）酚酞指示液：10g／L
中国石油天然气总公司1996-12-15批准1997-06-30实施
3.3试片制备
3.3.1试片加工
SY/T5405-1996
1-回流冷凝器；2—胶塞；3—挂钩；4—温度计；5反应容器；6-恒温水浴；7—试片；8—反应容器支架图1盐酸酸化用常压静态腐蚀试验装置一塑料杯；2一试片及试片架（聚四氟乙烯)；3酸液；4水银接触温度计：5-电源；6-电加热器；7保温套；8水浴图2土酸酸化用常压静态腐蚀试验装置选用N一80油管作试片材料，试片加工时，严禁热处理、锻压及敲打。3.3.2试片尺寸：
试片的形状及尺寸，见图3。
3.3.3试片打磨：
试片用350或400元金相砂纸打磨，除去斑痕和毛刺，打磨后仍有缺陷的试片不应使用。2
3.3.4试片清洗和称量：
SY/ T 5405-1996
图3室内测定试片
3.3.4.1将已打磨的试片用镊子夹持，在丙酮或石油醚中用软刷清洗除去油污。3.3.4.2在无水乙醇中漫泡约1min后取出用冷风吹干或晾干，放人干燥器内待称量。3.3.4.3放人干燥器20min后称量（精确至0.0001g）并作记录，再储存于干燥器内待用。3.4酸的配制
3.4.1盐酸的配制：
根据测定要求，按公式（1）和（2）计算配制一定体积、一定质量分数的盐酸所需要的浓盐酸和蒸馏水用量。配制时，边搅拌，边将浓盐酸缓慢加入蒸馏水中，搅拌均匀。用滴定法测定其实际浓度，测定误差不超过土0.2%。最后加人缓蚀剂。浓盐酸用量按公式（1）计算：
式中： V。-浓盐酸用量。 cm2;po
浓盐酸密度，g／cm2；
W。浓盐酸质量分数，%;
所配制的盐酸体积，cm2;
所配制的盐酸密度，g/cm2;
所配制的盐酸质量分数，%。
蒸馏水用量按公式（2）计算：
V*=(V. p-V.
.:p.)/pt
式中：V水——蒸馏水用量，cm2;P水——室温下水的密度，g／cm。3.4.2土酸的配制：
根据测定要求，按公式（3)、（4）和（5）计算配制一定体积、一定质量分数的土酸所需的浓盐酸、浓氢氟酸及蒸馏水用量。配制时需用塑料容器，按先蒸馏水，后浓盐酸，再浓氢氟酸的顺序缓慢、搅拌加人，配好后搅拌混匀；用滴定法测定其实际浓度，测定误差不超过土0.2%；最后加人缓3bzxZ.net
蚀剂。
浓盐酸用量按公式（3）计算：
SY/ T 5405-1996
式中：V,所配土酸中浓盐酸用量，cm2;一所配土酸体积，cm3；
V'. p'.W!
p'-所配土酸密度，g／cm’;
一所配土酸中盐酸质量分数，%；W
p,\浓盐酸密度，g／cm；
一浓盐酸质量分数，%。
浓氢氟酸用量按公式（4）计算：V
V'. p'. W?
式中：V2所配土酸中浓氢氟酸用量，.cm;P2—浓氢氟酸密度；g／ cm;
W,浓氢氟酸质量分数，%
蒸馏水用量按公式（5）计算：
V'*= (V\p'-V, p,-V2p2)/ p水式中：V'水
-所配土酸中蒸馏水用量，cm3。3.5常压静态腐蚀速率及缓蚀率测定步骤3.5.1试片标记：
（5）
取已制备的试片，用游标卡尺测量其尺寸，将塑料线系在试片孔上，以塑料线的打结数作为同组试片的编号，并将其几何尺寸、质量记在附录A（提示的附录）表A1中。3.5.2测定条件：
测定条件在表1中给出。
3.5.3根据每平方厘米试片表面积酸液用量20cm3，把按3.4配制的酸液倒人反应容器，按图1或图2接好装置，将反应容器放人恒温水浴，打开水浴加热电源，使反应容器中的酸液升温至所需测定温度范围内。
3.5.4将试片单片吊挂，三片组，分别放人未加、加有缓蚀剂的各两份平行酸液中，保证试片全部表面与酸液相接触，记录反应开始时间。3.5.5反应到预定时间，切断电源取出试片，观察腐蚀状况并作详细记录。3.5.6观察后将试片立即用水冲洗，再用软毛刷刷洗；剪掉塑料线，同时将编号记在干净的滤纸上；最后用丙酮、无水乙醇逐片洗净，并将试片放在编了号的滤纸上。3.5.7试片称量：
用冷风吹干，放在干燥器内干燥20min后称量，精确至0.0001g。3.6计算
3.6.1腐蚀速率按公式（6）计算：4
式中：\-
SY/T 5405-1996
10°Am
一单片腐蚀速率，g／(m2.h):
反应时间，h；
一试片腐蚀失量，g;
酸液类型
试片表面积，mm2。
...00.
表1常压静态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标试验温度
反应时间
试片表面积按公式（7）计算：
酸液质量分数
缓蚀剂
质量分数
A,= (L· a+ a· b+ b· L)·2式中：L—试片长，mm;
试片宽、mm;
试片厚，mm。
平均腐蚀速率按公式（8）计算：',+',+'3
每组平行样平均单片腐蚀速率，g／(m2。h);式中：
P，'2：\3—-分别为同组的三块试片的腐蚀速率，g/ (m2·h)。一级
缓蚀剂评价指标
g / (m· h)
>5～10
>3～5
>5～8
>5～10
>10~15
>3～8
>5～10
>5～10
>10~15
在同一试验条件下，应作两次平行试验，所取算术平均值为总平均腐蚀速率；测空白酸的腐蚀速率时，不加缓蚀剂。
3.6.4缓蚀率按公式（9）计算：SY/ T 5405-1996
式中：n
一缓蚀率，%；
\。—未加缓蚀剂的总平均腐蚀速率，g／(m2·h);—加有缓蚀剂的总平均腐蚀速率，g/(m·h)。3.6.5试验数据相对误差规定：
试验数据相对误差规定在表2中给出。3.6.6评价指标：
评价指标在表1中给出。
表2试验数据相对误差规定
平均腐蚀速率
g/ (m2. h)
>10~20
>20~40
高温高压动态腐蚀速率、缓蚀率测定方法及评价指标4.1
方法原理
相对误差
采用高温高压动态腐蚀仪，按测定温度、压力，应用挂片失量法进行测定。4.2仪器及试剂
4.2.1仪器：
高温高压动态腐蚀测定仪（见图4)。a）工作温度：0～200℃，精度±1℃；b）工作压力：0～20MPa，精度±0.1MPac)转速：0~600r/min。
4.2.2试剂
所用试剂按3.2.2中给出的细则。4.3试片制备
试片制备按.3.3。
4.4酸的配制
酸的配制按3.4。
4.5高温高压动态腐蚀测定步骤
4.5.1试片标记：
试片标记按3.5.1给出的细则
4.5.2测定条件：
SY/ T 5405-1996
1一高压签；2-搅拌器；3—磁耦合电机；4—试片；5-温控器；6卸压阀；7—压力表：8—调压室；9—背压溢流阀；10—气动液压泵；11—储油池；12—卸压阀；13-塑料烧杯(残酸收集)；14-塑料烧杯(溢流液收集）图4高温高压动态腐蚀测定仪
测定条件在表3中给出。
4.5.3装调仪器：
根据每平方厘米试片表面积酸液用量20cm、把按3.4制备的定量酸液倒人高压签体内，将试片吊在挂片器上，安装搅拌、密封、挂片组件并拧紧，接好管线。开启测定仪电源，以仪器最快升温速率设置加热程序及所需测定温度。4.5.4打开高压氮气源阀门，调节气压阀，启动泵，使签内压力略低于测定压力。4.5.5当温度达到测定所需温度，通过卸压阀调节反应容器压力为测定所需压力，启动搅拌马达，调节到测定所需转速，记录测定开始时间。4.5.6反应到预定时间，切断电源。卸去酸液，迅速取出试片，观察腐蚀状况并作详细记录。4.5.7试片清洗：
试片清洗按3.5.6给出的细则。
4.5.8试片称量：
试片称量按3.5.7给出的细则。
4.6计算
计算按3.6。
试验数据相对误差规定
试验数据相对误差规定在表2中给出。4.8评价指标
评价指标在表3中给出。
5乏酸中缓蚀剂防腐蚀测定方法及评价指标5.1方法原理
5.1.1乏酸中缓蚀剂防平均腐蚀的测定方法原理：SY/T5405-1996
采用静态、动态腐蚀速率、缓蚀率测定方法，测定酸化施工后期，酸液pH值下降到3～4时乏酸的平均腐蚀速率。
高温高压动态腐蚀速率测定条件及缓蚀剂评价指标搅拌
5.1.2乏酸中缓蚀剂防点蚀测定方法原理：酸液质量分数
缓蚀剂
质量分数
20～30
30～40
25～30
35～50
缓蚀剂评价指标
g/ (m2· h)
>10～15
>20~30
>30~40
>40~50
>50~60
>80～90
>70~80
>80~100
>80~100
>5～7
>7～12
>15→25
>20～30
>25~30
>30～40
>40~50
>50~60
>70~80
>80~90
>10~15
>15~20
>30~40
>40~50
>50～60
>60~70
>90～100
>80～100
>100~120
>100～120
>7～15
>12～20
>25~30
>30~40
>30~～40
>40~50
>50~60
>60~70
>80~100
>90~110
用点蚀测深仪测量点蚀深度，用实体显微镜测点蚀直径以检测腐蚀试验后试片表面腐蚀状况，及缓蚀剂防点蚀性能。
5.2仪器及试剂
5.2.1·仪器：
a）岩心粉碎机；
b）标准筛：SSW0.15/0.1;
c）WS型数显袖珍pH计（测量范围0.0~14.0pH，准确度：土0.2pH）或同类产品；8