1、西安石油大学本科毕业设计（论文） 缓蚀剂 协同作用研究 摘 要 ： 本文 用极化曲线 法 和电化学阻抗技术研究了 喹啉（ QL）与硫脲（ TU）复配 对 N80钢 在 50 模拟 气井采出水腐蚀 介质 中 的 腐 蚀 行为 以及 曼尼希碱（ MABS）与硫脲（ TU） 复配 对 N80 钢在 50 含 一定量 S2-的 酸溶液的 腐蚀介质 中的缓蚀 行为 。结果 表明 ， 硫脲 是一种混合型缓蚀剂，对 N80 钢的阴极和阳极都有强烈的抑制作用；喹啉 和 曼尼希碱 是一种以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。 喹啉与硫脲及曼尼希碱和硫脲复配后，对模拟 气井采出水 和含 一定量 S2-的 酸溶液的 腐蚀介
2、质 都表现出优异的缓蚀协同作用。 结论 ， 喹啉和 曼尼希 碱 分别 与硫脲 复配 均可 形成一种 复合型缓蚀剂 ，作用方式是“负催化效应” 。曼尼希碱 和喹啉分别 与硫脲复配后 ， 可能在 N80 钢表面形成一种双层结构的吸附膜，底部以硫脲为主，顶部以曼尼希碱 和喹啉 为主 。 关键词： 缓蚀剂 ； 协同作用 ； 喹啉 ； 曼尼希碱 ； 硫脲 西安石油大学本科毕业设计（论文） Corrosion synergy study Abstract: This paper studies the quinoline (QL) with thiourea (TU) with polarization
3、curves and electrochemical impedance matching N80 steel complex at 50 analog wells produced water corrosion medium corrosion behavior and Mannich bases (MABS) and thiourea (TU) N80 steel complex at 50 paired with a certain amount of S2- corrosive acid solution in the corrosion behavior.The results s
4、howed that thiourea is a mixed type inhibitor for N80 steel cathode and anode has a strong inhibition ; quinoline and Mannich bases to suppress a cathode based mixed type inhibitor . Quinoline and the Mannich base and thiourea and thiourea complex , produced water and gas to simulate corrosive acid
5、solution containing a certain amount of S2- exhibited excellent corrosion synergy.Conclusion , quinoline and Mannich bases respectively thiourea complex can form a complex type inhibitor mode of action is “negative catalytic effect .“ Mannich bases , respectively , and the quinoline thiourea compoun
6、d , may be formed on the steel surface N80 adsorbed film of a double layer structure , the bottom of the thiourea based, a Mannich base and top with quinoline -based. Keywords : Corrosion； Synergy； Quinoline； Mannich ； Thiourea 西安石油大学本科毕业设计（论文） I 目录 1 绪论 . 1 1.1 研究背景及意义 . 1 1.2 腐蚀的概述 . 1 1.2.1 腐蚀的基本
7、概念 . 1 1.2.2 腐蚀的机理 . 2 1.2.3 腐蚀种类 . 2 1.3 缓蚀剂的概述 . 4 1.3.1 缓蚀剂的概念 . 4 1.3.2 缓蚀剂的 作用机理 . 4 1.3.3 缓蚀剂的分类 . 6 1.4 国内外油田缓蚀剂的研究现状 . 6 1.5 本文主要研究内容 . 8 2 实验部分 . 10 2.1 实验药品及仪器的介绍 . 10 2.2 实验试样及其制备 . 11 2.2.1 腐蚀介质及其制备 . 11 2.2.2 缓蚀剂的制备 . 11 2.2.3 盐桥的制备 . 11 2.3 实验方法 . 12 2.3.1 电化学方法 . 12 2.3.2 静态失重法 . 12 2
8、.4 实验步骤 . 13 3 实验结果讨论 . 14 3.1 含 941mg/LS2-的酸溶液的腐蚀介质 . 14 3.1.1 极化曲线 . 14 3.1.2 交流阻抗 . 17 3.1.3 曼尼希碱和硫脲缓蚀协同作用机理探讨 . 18 3.2 模拟气井采出水腐蚀介质 . 19 3.2.1 极化曲线 . 19 3.2.2 交流阻抗 . 22 4 结论 . 25 参考文献 . 26 致谢 . 28 西安石油大学本科毕业设计（论文） 1 1 绪论 1.1 研究 背景及意义 近年来，能源供应日趋紧张，全世界对能源的关注和重视大大提高。这导致石油开发部门加大对石油的开采力度。在石油生产过程中， CO2
9、 常常作为天然 气或油田伴生气的组分之一存在于油气中，此外采用 CO2 的 EOR（ 提高原油采收率 ） 原油增产技术，也将它带入原油的输送系统，因此，油气工业中广泛存在 CO2， CO2 溶入水后对钢铁有极强的腐蚀性，在相同的 pH 值下，由于 CO2 的总酸度比盐酸高，因此它对钢铁的腐蚀比盐酸还严重 1-2。腐蚀可能使油气井的寿命大大低于设计寿命，低碳钢的腐蚀速率有时高达 7mm/a，有时甚至更高。 腐蚀的 发生 会极大缩短石油管道及设备的使用寿命， 可 定期的进行石油管道的更换会增加 石油 开采的成本。一旦石油管道及设备的局部腐蚀未得到及时控制，更会引发灾 难性事故和环境污染，造成重大的
10、经济损失。我国每年花费上百亿元用于购置和维护石油管材，其中大部分管材是因局部腐蚀而报废 3。据国外权威机构研究估计，如果防腐技术使用得当，则可以挽回这种腐蚀损失的 30%40%4。 认识到国内各油气田的腐蚀现状后，因此，必须采用合理的防护技术提高油田设备的使用寿命。尽管开发了一些特殊的耐蚀材料，但不能防止石油管的所有腐蚀。各种有机、无机涂镀层用于管路内防护时施工难度较大，且存在结合力低、不能保护丝扣、不适应苛刻力学环境、有机涂料易老化、耐高温性能差等缺点。在介质中加入少量缓 蚀剂，可显著减少金属材料的腐蚀速度，并可保持金属的物理机械性能不变。缓蚀剂具有成本低、操作简单、见效快、能保护整体设备、
11、适合长期保护等特点，采用缓蚀剂无疑是油气田设备的最佳防护措施之一，也是该领域中国内外学者研究得最多的防腐措施。国内外的油田现场应用表明，加注缓蚀剂能大大提高油田设备的使用寿命。 在众多缓蚀剂中， 喹啉缓蚀剂由 于缓蚀率高、缓蚀效果好、用量少常被用作石油开采中的酸化缓蚀剂 5。已有报道证明这类缓蚀剂能够有效的抑制金属的均匀腐蚀 6。而此类缓蚀剂对金属局部腐蚀的缓蚀作用研究还未见报道。 曼尼希碱 缓蚀剂同样有 着喹啉缓蚀剂的优良性能，李谦定等 7也都对其进行了深入的研究，并研制成了一种 新型高效油气井酸化缓蚀剂 。 但对喹啉缓蚀剂、曼尼希碱缓蚀剂分别与硫脲 缓蚀剂 复配 后的缓释效果 的 研究 理
12、论较少 ， 为了更清晰了解这几种缓蚀剂复配后的缓释效果， 为油田腐蚀的实际应用打下理论基础。 1.2 腐蚀的概述 1.2.1 腐蚀 的基本概念 金属材料受周围介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。金属在腐蚀过程中所发生的化学变化，从根本上来说就是金属单质被氧化形成化合物。这种腐蚀过程一般通西安石油大学本科毕业设计（论文） 2 过两种途径进行：化学腐蚀和电化学腐蚀。 1.2.2 腐蚀 的 机理 从腐蚀的定义及分类，可以知道腐蚀主要是化学过程，腐蚀过程可分为两种：化学腐蚀和电化学腐蚀。 化学腐蚀是金属表面的原子直接与反应物（如氧、水、酸）的分子相互作用。金属的氧化和氧化剂的还原是同时发生的，电子从金属原
13、子直接转移到接受体，而不是在时间或空间上分开独立进行的共轭电化学反应。金属和不导电的液体（非电解质）或干燥气体相互作用是化学腐蚀的实例。 电化学腐蚀是最常见的腐蚀，金属腐蚀中的绝大部分均属于电化学腐蚀。电化学腐蚀机理与纯化学腐蚀机理的基本区别是：电化学腐蚀时，介质与金属的相互作用被 分为两个独立的共轭反应。 在石油的开采过程中，酸化是国内外油气田普遍采用的措施。然而酸液对金属具有腐蚀作用，特别是使用高浓度的盐酸酸化时，必然会造成设备和井下油、套管的严重腐蚀 8，油井酸化时遇到的腐蚀主要为电化学腐蚀，因酸的存在，使结构不均匀的钢铁表面形成许多微电池，引起钢铁腐蚀。微电池的电极反应为： 阳极反应：
14、 Fe-2eFe2+ (1-1) 阴极 反应 ： 2H+2eH2 (1-2) 总反应： Fe+2HCI=FeCI2+H2 (1-3) 从上述腐蚀机理可见，防止腐蚀的着眼点应放在：使钢的表面形成一层稳定的、完整的、与基体结合牢固的钝化膜，尽可能减少原电池数量；在形成原电池的情况下，尽可能减少两极间的电极电位差。 1.2.3 腐蚀种类 根据金属被破坏的基本特征可以把腐蚀分为全面腐蚀和局部腐蚀两大类。 其中局部腐蚀有很多类型：（ 1）小孔腐蚀 ； （ 2）晶间腐蚀 ； （ 3）电偶腐蚀 ； （ 4）缝隙腐蚀 ； （ 5）细菌腐蚀 ； （ 6）磨损腐蚀 。 这些腐蚀都或多或少的存在于油田腐蚀中。 油田
15、采油系统中引起腐蚀的因素很多，但危害最为严重的因素主要有硫化氢和二氧化碳引起的酸性腐蚀以及细菌引起的穿孔腐蚀，尤其是厌氧硫酸盐还原菌 (SRB)引起的穿孔腐蚀。按腐蚀原因分类，油田 腐蚀大致可分为以下几个类型 ： 1.2.3.1 细菌腐蚀 (1) 油田水中会遇到各种不同的细菌，众所周知，危害最大的是硫酸盐还原菌和氢在油管和套管内壁中造成的腐蚀具有从井 底到井口油管内壁腐蚀均较严重的特西安石油大学本科毕业设计（论文） 3 征，但有向井口减弱的趋势。 (2) 气田含有硫化氢时，若生产的气体中含水脱硫杆菌，生产井约 50的腐蚀破坏都与硫酸盐还原菌有关。铁在除气矿化水中的腐蚀速度，常温下仅为 0.00
16、20.02mm/a。当介质中仅有硫化氢时，铁的腐蚀速度一般为 0.3 0.5mm/a，但实际设备的腐蚀速度大都为 1.0 1.5mm/a 以上。而在含有硫化氢、氧的岩层水和污水中，设备腐蚀速度通常为 6 8mm/a，这说明设备的腐蚀与细菌的存在有关。例如，当硫氧化菌存在时，可将硫化铁氧化成硫酸根离子，结果使介质 明显地酸化，介质腐蚀性增强。 1.2.3.2 CO2 腐蚀 以前石油开采和油气集输时，人们比较关注 H2S 腐蚀。但近年来，随着 CO2 强化采油工艺的广泛应用， CO2 腐蚀越来越突出。例如，美国的 Litter Greek 油田回注CO2 强化采油现场发现，在未采取抑制 CO2 腐
17、蚀措施时，生产井的油管壁不到 5 个月即穿孔。从资源和能源方面看， CO2 腐蚀造成的损失也是巨大的。据统计， 60 年代，世界每年因腐蚀而损失的金属达 1 亿吨以上，约相当于金属年产量的 10%20%，仅日本每年约损失钢铁为 400 万吨。其中 CO2 在管道内腐蚀占相 当大的比重，尤其是 CO2 的存在，促使垢和腐蚀产物在管内壁沉积，而使管内壁粗糙度增大、结蜡、结沥青和气泡等问题，造成了能量的额外消耗。而目前，全世界因腐蚀的钢材约为总产量的 6%9。 在 20 世纪 80 年代中期，国内 CO2 腐蚀较为严重，华北油田馏 58 号井仅使用18 个月， N80 钢质油管就腐蚀的千疮百孔，造成
18、井喷，被迫停产，这是我国气田首次 CO2 腐蚀破坏事故。之后，塔里木、长庆、四川等油田都遭到了 CO2 腐蚀危害。主要是因为二氧化碳溶于水后会对金属材料有极强的腐蚀性， CO2 在水介质中能引起钢铁迅速的全面腐蚀和严重的局 部腐蚀，二氧化碳腐蚀的典型特征是呈现局部点蚀，藓状腐蚀和台面状腐蚀，而台面状腐蚀是最严重的一种，它使管道和设备腐蚀失 效。直到 90 年代以来， CO2 酸性腐蚀导致的恶性事故越来越多，二氧化碳的腐蚀研究才逐步被重视。 1.2.3.3 H2S 腐蚀 在多年的油田开采过程中，含硫气田的管材腐蚀一直是个相当棘手的问题。在生产过程中，管材的腐蚀常常会增加管材的投入成本，人力的管理
19、成本，严重时甚至会影响现场的生产，给国家带来巨大的经济损失。尤其是近年来，我国不断发现高含硫气田，而且由于 H2S 浓度达到某一范围导致的井喷事故接连 不断。经过调查我们发现 H2S 的腐蚀具有 2 个特征： (1) H2S 对管材内壁的腐蚀，硫化，那么其腐蚀程度会比不含水的更高。 (2) H2S 浓度越高，腐蚀越严重，但当达到某一数值时，腐蚀速率会迅速下降到某一值，随后腐蚀速率基本保持不变。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 4 综上所述，设备管线腐蚀的例子不胜枚举，各油田生产企业每年在防腐蚀和设备更新上的花费触目惊心，采取有效的方法防止腐蚀迫在眉睫。 1.3 缓蚀剂的概述 金属防腐的方法很
20、多， 如 根据不同的用途选择不同的材料组成耐蚀合金，或在金属中添加合金元素，提高其耐蚀性，可以防止或减缓金属的腐蚀。 在金属表面覆盖各种保护层，把被保护金属与腐蚀性介质隔开，是防止金属腐蚀的有效方法。改善环境对减少和防止腐蚀有重要意义。例如，减少腐蚀介质的浓度，除去介质中的氧，控制环境温度、湿度等都可以减少和防止金属腐蚀。也可以采用在腐蚀介质中添加能降低腐蚀速率的物质（称缓蚀剂）来减少和防止金属腐蚀。电化学保护法又称牺牲阳极保护法，是根据电化学原理在金属设备上采取措施，使之成为腐蚀电池中的阴极，从而防止或减轻金属腐蚀的方法。牺牲阳极保护法是用电极电势比被保护金属更低的金属或合金做阳极，固定在被
21、保护金属上，形成腐蚀电池，被保 护金属作为阴极而得到保护。 其中，在油田防腐中应用最广泛的是改善腐蚀环境，即通过在腐蚀介质中添加缓蚀剂，来减少和防止金属腐蚀。 1.3.1 缓蚀剂的概念 缓蚀剂又称腐蚀抑制剂或阻蚀剂。 缓蚀剂是一种化学物质，当它以极小的浓度加入腐蚀介质中时，就能够和金属表面发生物理化学作用，从而显著降低金属材料的腐蚀速率。 目前，缓蚀剂的定义还不尽统一。美国试验与材料协会的 ASTM-G15-76关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义中对缓蚀剂的定义为： “缓蚀剂是一种当它以适量的浓度和形式存在与环境 (介质 )中时，可以防止或减缓腐蚀 的化学物质或复合物质。 添加缓蚀剂进行防腐比其
22、它防腐方法有更突出的有点：（ 1）它可以在不更换设备和不影响生产的情况下对设备和管线实施保护；（ 2）能够对已经投产的设备和管线所发生的腐蚀进行有效的抑制；（ 3）可以不改变金属构件或制品的本性；（ 4）一般不需要特殊的附加设备；（ 5）只需添加少量的缓蚀剂就能大大抑制金属的腐蚀。 1.3.2 缓蚀剂的作用机理 缓蚀剂对金属保护作用的机理是腐蚀和防腐研究中一个极为重要的问题，但是目前尚未有公认一致的见解。缓蚀作用机理可以概括成两种：一是电化学机理，它以金属表面发生的电化 学过程为基础，解释缓蚀剂的作用 ;另一种是物理化学机理，以金属表面发生的物理化学变化过程为依据，说明缓蚀剂的作用。实质上各种
23、物理化学机理仍然是通过对金属电化学过程的抑制而发生作用，而这种抑制的根本原因是由于在金属表面形成了一层保护膜。从物理化学角度出发，缓蚀剂的作用可以分为氧化膜、沉淀膜和吸附膜 3 种 10。 （ 1） 缓蚀剂成膜原理 西安石油大学本科毕业设计（论文） 5 该原理认为：由于腐蚀介质中的离子或金属与缓蚀剂产生反应在金属表面生成一种可以阻碍腐蚀过程的膜而起到缓蚀作用。成膜抑制又分为两种方式：一种方式是由铬酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、及重铬酸盐 等氧化剂加入到腐蚀介质中后在金属表面形成氧化膜或钝化膜而抑制腐蚀过程；另一种方式则大多是通过有机类缓蚀剂分子上的反应基团和腐蚀过程中生成的金属离子相互作用而形成沉淀
24、膜或不溶性配合物膜而起到缓蚀作用，如苯并三氮唑 (BTA)、 1-苯基 -5-巯基 四氮唑 (PMTA)与铜反应生成不溶性聚合物沉淀保护膜而对铜起到缓蚀作用，硫醇、喹啉与铁在酸性介质中生成沉淀膜而抑制腐蚀。 （ 2） 缓蚀剂吸附原理 该原理主要针对有机缓蚀剂。有机缓蚀剂通常由电负性大的 O、 N、 P、 S 等原子为中心的极性基团和 C、 H 原子组成的非极性基团 (如烷基 R)组成。缓蚀剂对金属表面有良好的吸附，一方面缓蚀剂中极性基团吸附于金属表面，改变了双电层的结构，使金属表面的能量状态趋于稳定，增加腐蚀反应的活化能，减缓腐蚀速度；另一方面，非极性基团在金属表面定向排布形成一层疏水性保护层
25、，阻碍与腐蚀反应有关的电荷或物质的转移，也使腐蚀速度减小。根据缓蚀剂在金属表面上吸附作用力的性质和强弱不同，可分为物理吸附和化学吸附两大类。物理吸附速度快且具有可逆性，是由缓蚀剂分子与金属表面产生的电荷之间的静电引力或范德华力而引起的；当缓蚀剂分子中含 O、 N、 P、 S 为中心原子 (具有孤对电子 )的 极性基团，与过渡金属原子具有未占据的空 d 轨道形成配位键，并在金属界面通过界面转化、聚合(缩聚 )、 螯 合等作用形成保护膜而抑制金属腐蚀时，属化学吸附。 （ 3） 电极过程抑制原理 金属的电化学腐蚀过程是由两个共轭的阳极反应和阴极反应组成。缓蚀剂能分别或同时抑制阳极、阴极反应，从而减小
26、腐蚀过程中的腐蚀电流，达到缓蚀的目的。 1 阳极钝化机理：能在金属表面形成钝化保护膜的缓蚀剂称之为阳极缓蚀剂。该机理认为阳极缓蚀剂主要在阳极形成钝化保护膜，增大阳极极化而使腐蚀电位正移，从而抑制阳极反应，使 金属腐蚀得到抑制。 2 阴极沉积机理：能阻止阴极过程的缓蚀剂称为阴极缓蚀剂。该机理认为阴极型缓蚀在阴极区形成沉积保护膜，增大阴极极化而使腐蚀电位负移，使阴极过程变慢，从而抑制阴极反应。 3 混合抑制机理：能够对抑制阳极和阴极过程同时起抑制作用，虽然腐蚀电位变化不大，但腐蚀电流大幅度减少。 从某种程度上说，缓蚀剂的加入是为了增加整个腐蚀电池回路中电解质的电阻。实际上，电阻的增加是由于在金属表
27、面形成了百万分之一英寸的薄膜引起的，如果选择性沉淀膜在阳极形 成，则腐蚀电位向更正的方向移动；如果在阴极形成，则向更负的方向移动，最终都会导致腐蚀速度的降低。 西安石油大学本科毕业设计（论文） 6 1.3.3 缓蚀剂的分类 缓蚀剂有不同的分类方法 （ 1）按化学成分分类 按物质化学组成的不同，可以把缓蚀剂划分成无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类。无机缓蚀剂主要指能与金属表面发生化学反应，使金属产生钝化作用的物质。包括：亚硝酸盐、硝酸盐、铬酸盐、重铬酸盐、磷酸盐、多磷酸盐、硅酸盐、钼酸盐、含砷化合物等。 有机缓蚀剂能在金属表面发生物理或化学吸附，然后阻碍腐蚀性物质向金属表面接近，主要是一些表面活性剂及
28、含硫、氮、 氧的有机化合物、氨基化合物、炔醇类、醛类、硫酸盐、杂环化合物等。 （ 2）按电化学机理分类 按照缓蚀剂对电极过程的影响， Evans 把缓蚀剂分为阳极型缓蚀剂、阴极型缓蚀剂和混合型缓蚀剂。 阳极型缓蚀剂通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。例如：中性介质中的铬酸盐、亚硝酸盐、正磷酸盐、硅酸盐和苯甲酸盐等。 阴极型缓蚀剂通常是阳离子移向阴极表面，并形成化学的或电化学的沉淀性保护膜。如聚磷酸盐、硫酸盐、酸式碳酸钙等。 混合型缓蚀剂与介质中或阳极反应生成的离子生成不溶物或胶体物质而沉积在阳极区和阴极区，既阻碍阳极 金属的溶解，又阻碍氧接近阴极发生还原。例如含氮、硫以及既含氮又含硫的
29、有机化合物、琼脂、生物碱等。 （ 3）按物理化学机理分类 按缓蚀剂对金属表面的物理化学作用，可将缓蚀剂分为：氧化膜型缓蚀（又称钝化膜型缓蚀剂）、沉淀膜型缓蚀剂和吸附膜型缓蚀剂三类。 氧化膜型缓蚀剂是通过缓蚀剂或缓蚀剂与溶解氧的共同作用使金属表面形成薄而致密的氧化膜，从而抑制金属腐蚀，通常应用于中性介质中保护具有钝化趋势的金属。 沉淀膜型缓蚀剂是通过缓蚀剂分子上的反应基团和腐蚀过程中生成的金属离子相互作用而形成沉淀膜或不溶性配合物膜；还有些气相 缓蚀剂先通过吸附作用，然后在金属表面进一步聚合而形成沉淀保护膜，从而阻滞腐蚀过程 11。 吸附型缓蚀剂大都是有机物，其极性基团吸附与金属表面，非极性基团
30、具有疏水性，对腐蚀介质起遮蔽作用而达到缓蚀目的。另外，还可按缓蚀剂使用的介质或应用于金属的种类来区分缓蚀剂。 1.4 国内外 油田缓蚀剂 的 研究 现状 西安石油大学本科毕业设计（论文） 7 国外研究油田缓蚀剂起步较早， 1949 年，美国报道了有机含 N 咪哇琳及其衍生物抗 CO2 腐蚀的油田缓蚀剂专利 12。 70 年代未，华中理工大学和四川石油管理局井下作业处合作研制出 7701 复合缓蚀剂，我国才解决了油井酸 化缓蚀剂技术难题。由于各油田的工况不同，影响缓蚀剂的因素也不相同，没有具有普遍适用性的油田缓蚀剂，国内石油管材研究所、沈阳腐蚀所、四川石油管理局、大庆、华北、胜利等油田的研究所等
31、研制出 CZ3、 DPI、 IMC、 CT2、 TG、 WSI 等系列油田缓蚀剂，并成功 运用于各油气田，取得了良好的缓蚀效果。目前，国内外在油田缓蚀剂领域的研究仍十分活跃，主要针对全面腐蚀，特别是对 CO2 和 HCI 腐蚀的缓蚀技术的研究更为突出。近几年，许多油气田的腐蚀速率极高，不能用电化学腐蚀解释，经分析腐蚀产物，发现有微生物尸体存在，抽取井底样液 ，在显微镜下观察到活动的微生物， Johnson13， Rosser，研发了抑制微微生物腐蚀的缓蚀剂，取得了较好效果。然而对抑制其他局部腐蚀尤其是应力腐蚀的缓蚀剂研究较少，有关报道很少。 油田缓蚀剂的研制思路基本上是分析具体井中设备腐蚀机理
32、，确定抑制腐蚀的化学结构，利用软硬酸理论等 14进行缓蚀剂的目标分子的设计，选择合适的合成路线进行制备，并用各种方法进行性能测试和缓蚀效果评价 15。单靠一种成分难以达到满意的缓蚀效果，石油工业用缓蚀剂往往都是几种缓蚀成分按一定比例进行复配，通过协同效应提高缓蚀率。产 生协同效应的机理随体系而异，许多还不太清楚。原则上阴极型和阳极型缓蚀剂复配，缓蚀剂和增溶分散剂复配，兼顾不同金属的复配等。 至今为止 国内外使用的油田缓蚀剂大多是吸附型缓蚀剂，主要缓蚀成分是有机物 7，如链状有机胺及其衍生物、 咪唑啉 及其盐、季铁盐类、松香衍生物、磺酸盐、亚胺乙酸衍生物及炔醇类等。丙炔醇类、有机胺类、 咪唑啉
33、及其衍生物类、季按盐类缓蚀效果较好。从报道的情况看，研究的吸附型缓蚀剂主要有液相、气 /液双相和沉降型缓蚀剂。液相缓蚀剂只适用液相介质中防腐，对气相中的设备无缓蚀效果。气 /液双相缓蚀剂用于抑制 含水井液体部分及液面 100mm500mm管段的腐蚀，它既含液相又含气相缓蚀成分 16，因此，既具液相又具气相保护作用。由于加人油气井中的缓蚀剂，易被流动的介质带走，或是被提取出的物质携出，造成浪费，因此，开始研究沉降型缓蚀剂。沉降型缓蚀剂 (加重缓 蚀 剂 )易降到井底，并在井底缓慢释放。 在一定的工艺条件下，沉降型缓蚀的缓蚀是采用鳌合技术或高分子膜技术，将交联剂、鳌合剂或高分子膜体和溶剂混合生成 螯 合物或制成微胶囊状，目前以 螯 合物产品为主 17。 原理是缓蚀剂中含有某些 螯 合物或能介质中的成分生成 螯 合物的结构，在介 质中，通过 螯 合物离解平衡缓慢释放有效的缓蚀成 分 。适用于边远井和加注缓蚀剂较难的油气井。高效沉降型缓蚀剂的标准是沉降快，释放速度慢 18。 油田腐蚀现状最突出的是 CO2 的腐蚀，关于 CO2 的腐蚀研究已成为国内外 研究的热点，对 CO2 缓蚀剂的研究和开发也在进一步的深入。油气生产及 CO2 驱油过程
