油田抗氧缓蚀剂的性能研究

摘 要 ： 文 介 绍 了 自行 开发 的缓蚀 剂 Ａ 与 国外缓 蚀 剂 Ｂ对 环烷 酸 的缓 蚀评 价 ， 用扫 描 电镜 对缓 本 利
蚀 剂吸 附膜进行 了分析 。实验 结果表 明 ： ２ ０℃左右 ， 在 ７ 酸值 ４０ｍｇ Ｏ ／ ． Ｋ Ｈ ｇ的腐蚀介 质 油 中， 高温缓 蚀 剂 Ａ、 Ｂ在 金属 表 面成膜 较好 ， 能有 效地 抑制 环烷 酸腐蚀 。
开发 出了有较 好缓蚀 性 能 的缓 蚀剂 Ａ，同时并 与 国 外公 司 同类 产 品缓蚀 剂 Ｂ进 行 了性 能 对 比 ， 果 表 结
具体 操作方 法如下 ： １ 在 Ｌ动态 高温高压釜 中注 入含有 一定量 缓蚀 剂 的减三线 油溶 液 ３０ｍＬ ０ ，将 ２ 个 已经打磨 称重 的试 样装 在夹 具上 放入 釜 中。检查
自行 开 发 的缓 蚀剂 Ａ的结 构 中含 有 Ｎ、 ｓ等 元 素 的 杂 环化 合 物 ，缓 蚀剂 Ｂ是美 国公 司 的 同类 产 品 。利 用 高温 高 压釜 模拟 现 场环 境 ， 合成 的缓 蚀 对 剂产 物进 行室 内评 价 。试 验所 需腐 蚀介 质溶 液 由炼 油厂 减 三线 油 与环 烷 酸配 置 而成 ， 终 配置 的酸 值 最
ｃｒ ｓ ｅ ｄ ｍ ｏ ｅ ｃｄ ａｕ ｎ ７ ｏｒ ｉ ｉ ｌ ｔ ｆｈ ｉ ｌｅ ｄ２ ０℃． ｈ ｅｉ ｔ ｅＡ、 ｍａ ｉ ｓ ｅ ｅ ｌ —ｏｍ ｎ ｂｌｙ ｎｔｅ ｏ ｖ ｍｅ ｕ ｉａ ｏｔ ａ ｖ ａ Ｔ ｅ ｒ ａ ｖ （ Ｂ１ ｎ ｅｔ ｂｔ ｒ ｍ ｆｒ ｉｇ ｉｔ ｏ ｄ ｖｉ ｆ ｓ ｔ ｆ ｉ ａ ｉ ｈ
高压 釜 的气 密性 ， 行通 氮气 １ 进 ｈ后关 闭 ， 打开搅 拌 ， 流速 为 ０５ ／，升 温 至 ２ ０ｏ左 右进 行恒 温恒 流速 ．ｍ ｓ ８ Ｃ 试 验 ２ ， ４ｈ 整个 试 验 过程 中釜 内压 力 为 常 压 ， 温 待

缓蚀剂性能的测试和评定概述缓蚀剂是一种用于防止金属被腐蚀的添加剂。

在金属加工、运输和存储过程中，金属会与各种物质接触，如水、盐、氧气等，容易受到腐蚀的影响。

缓蚀剂可以减少金属腐蚀的发生，并增加金属的使用寿命。

该文档旨在介绍缓蚀剂的性能测试和评定方法。

测试方法1. 电化学测试法电化学测试法是一种常用的缓蚀剂性能测试方法。

它通过测量金属在缓蚀剂存在下的电位变化，来评定不同缓蚀剂的腐蚀保护能力。

电化学测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。

将待测试的金属样品切成适当的大小，进行清洗和抛光的处理，使其表面光滑、无氧化层、无脏物。

2.选择合适的电化学测试仪器，将测试样品在一定的电解液中进行测试。

3.根据测试仪器的指引，将缓蚀剂加入电解液中，进行测试。

通过测量不同时间点下金属电位的变化，来评定不同缓蚀剂的腐蚀保护能力。

2. 盐水喷雾测试法盐水喷雾测试法主要用于评定金属在盐水环境下的缓蚀剂性能。

该测试法以人造海水为试验介质，在特定条件下进行喷雾测试，来评定缓蚀剂的腐蚀保护能力。

盐水喷雾测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。

将待测试的金属表面进行处理，使其光滑、无氧化物和脏物。

2.将样品放入盐水喷雾测试箱中（温度为35℃，湿度为95%），每小时将样品用盐水喷雾1.5小时，然后干燥1小时，实验持续时间根据具体情况而设。

3.对样品进行评估，评估标准包括样品表面的腐蚀情况、斑点数量和大小、发黑程度等指标。

评估结果可以通过外观观察、显微镜观察等方式进行判断。

3. 重量损失测试法重量损失测试法是一种简便的评定缓蚀剂性能的方法。

该测试法通过测量金属表面重量的变化，来评定不同缓蚀剂的抗腐蚀能力。

重量损失测试法的实验步骤如下：1.准备测试样品。

将待测试的金属样品处理成适当大小，清洗干净并使用酒精擦拭干净。

2.将样品固定在指定的容器中，加入测试液，并加入不同缓蚀剂溶液。

3.定期取出样品并干燥，重量损失量越少则缓蚀剂的抗腐蚀能力越强。

完井液用缓蚀剂研究进展0 引言随着油气资源开发力度逐渐增大，钻完井液技术得到快速发展，其中完井液在储层的使用是为了降低在钻井、固井或压井、修井等作业中带来的储层损害，进而获得更多的油气产能。

现场应用最广泛的完井液为酸性完井液，它能有效地溶解由于在井筒液柱正压差的作用下进入地层的有机物、聚合物以及有害固相，还能疏通油层孔道，为油气资源流入井筒创造条件[1]。

酸性完井液最主要的组成为酸液，以盐酸、氢氟酸、隐形酸以及有机酸为主，其他核心处理剂为助排剂、黏土稳定剂、缓蚀剂以及加重剂(无机盐和有机盐)。

助排剂的作用是降低酸性完井液的界面张力，有利于降低酸性完井液在岩心孔喉中的返排阻力；黏土稳定剂的作用是降低酸性完井液进入储层深部引起的黏土矿物水化膨胀、运移带来储层伤害；加重剂用来提高酸性完井液的密度，进而平衡地层压力；缓蚀剂为了保护金属设备来延长金属的使用寿命，金属被腐蚀后形成的亚铁离子会进入地层，造成储层伤害。

目前，酸性完井液用缓蚀剂的研究众多，而在使用过程中存在一定的局限性(缓蚀效果、环保型、配伍性等)[2]。

因此，本文就完井液用缓蚀剂的种类、缓蚀机理以及应用效果进行阐述，以期为后续完井液用缓蚀剂的选择、应用以及缓蚀机理探讨进行技术参考。

1 缓蚀机理研究在钻完井过程中，酸性环境下给金属的腐蚀破坏是巨大的，不仅延长了钻完井周期，还带来很大的经济损失，严重时会威胁现场工作人员的生命安全。

因此，为了提高缓蚀剂的缓蚀效率，先要对其缓蚀作用机理进行深入研究[3]。

早在20世纪初，美国科学家就缓蚀剂的缓蚀机理进行了探讨，其缓蚀机理主要分为界面抑制机理、电解双层抑制机理、吸附膜抑制机理及钝化机理，其中吸附膜抑制机理在今后研究甚广，其主要原因为吸附膜抑制机理表明缓蚀剂分子由于苯环、杂环、N、O、S以及P 原子，能有效吸附在金属表面，形成致密的有机油膜，有效隔离腐蚀介质，起到保护金属的目的[4]。

该缓蚀剂分子的吸附成膜能力直接影响到缓蚀剂的抗高温性能以及缓蚀性能。

:.硕士学位论文摘要随着油田开发的推进,腐蚀逐渐变成为影响油田正常生产的重要因素。

现阶段我国中东部油田都处于开采的后期,油田进入了高采出比、高含水阶段,油田的油水分离难度加大,原油变稠、变重,含水、含盐增加,硫含量、酸值升高, 增加了原油的腐蚀性,输油管道腐蚀及防护也越来越受到重视。

据报道,很多油田的输送管道仅仅使用.年就因腐蚀穿孔破坏而必须更换。

这大大的降低了设备的使用寿命,增加了设备的运行费用,严重地影响了生产的正常进行,对企业造成了重大的经济损失。

因此研究采出液系统腐蚀行为,弄清其腐蚀因素及腐蚀参数同时找出相应对策对维持油田原油开采生产的正常进行,提高企业的经济效益具有重要的意义。

本文首先通过查阅资料和现场调查清楚的了解了苏北油田采出液系统的腐蚀现状,在此基础上运用旋转挂片法和电化学方法分析腐蚀相关影响因素和金属腐蚀的理论探讨,主要包括金属腐蚀的电化学理论、均匀腐蚀和局部腐蚀以及不同因素的腐蚀机理等。

通过对苏北油用阂桥地区的石油管道腐蚀进行调研,用法分析了腐蚀挂片表面沉积物的元素组成,运用动电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法结合对实验室和现场垢样的和】的形貌和组成分析,研究了闵桥地区具有一定代表性的塔井、闵井、闵井采出液水相中的腐蚀机理,筛选出适合该地区的缓蚀剂并研究其缓蚀机理。

研究结果表明在采出液模拟水中几种离子对碳钢腐蚀的影响顺序为:.,.对腐蚀的影响最大。

在本实验条件下,随着‘、‘浓度的增大碳钢的腐蚀速度变大。

但对‘而言含量随着’浓度的增大碳钢的腐蚀速度先变大后减小,其对点蚀影响很大,在无的时候,该体系有严重点蚀倾向。

在较小的时候,腐蚀速率没有明显的变化,但当¨达到时腐蚀速率迅速降低。

在℃之前,腐蚀速度随温度升高而加快。

用法分析挂片表面的元素组成,运用恒电位扫描极化曲线和滞后环实验等电化学方法结合对实验室和现场垢样的和的形貌和组成分析,研究了钢在油井采出液中的腐蚀机理,结果表明塔井、阂井、阂井采出液引起腐蚀穿孔的原因是垢下腐蚀而不是点蚀。

２． ５ ４． ６
２９ ．
≤ ｌ ％ ０
平 均 偏 差
Ｏ－ ３
超 范 围的 个 数 ， 个
３
脂 棉 ， 持试 验水 顺 利流 通 。另 外 为 防止 空气 进 入 保
试 验瓶 中 。 用氮气 吹扫试 验瓶 ， 先 这样 才能保 持采 集 的试 验 水 从 采 油 区块 到室 内检 验 的 内环 境 基 本 不
薹
蒸 馏水 洗 涤干 净 ； 用 加 有缓 蚀 剂 的酸洗 液 浸 泡洗 ③
涤 ５分钟 ， 间过长 会使钢 片 受腐蚀 。 大影 响检验 时 大
水必 须在 ２ 时 内使用 ， 验时取 出试 验水 应采 取 ４小 实
改进后 的措施 ， 能保证试 验水 的内环境 不变 ， 才 及检 验 的顺利 进 行 。Ｓ ／ ２ ３ ２ ０ Ｙ Ｔ ５ ７ — ０ ０中 ３６６规 定 用氮 ． ．
标 准规 定 的试 验 介质 是采 用油井 采 出水 ．在采
集 油 井采 出水 时 ， Ｓ ／ ３ ９ １ ９ （ 屑 岩油 藏 按 ＹＴ５２ — ９ ４ （碎
注水水 质 推荐 指标 及 分析 方法 》 中 的 ５１的规定 进 ． 行 ， 用 氮气 吹 扫取 样 瓶 （ ） ， 除其 中 的空 气 使 桶 口 排 后 ， 集水 样 ， 场密 封 ， 防 空 气 中 的氧气 进 入 取 采 现 严 样瓶 内 ， 发生暴 氧现 象 。试 验介 质一 出水规 定油井 采
数 据见 表 １ 表 ２ 、 。 从 表 中 的检测 数 据 可 以看 出 ， 片 预处 理 及后 钢 处理中， 改进 前有 的钢 片 的平行 测 定 结果 的相 对偏 差 超 出 了标准 要求 的 １ ％范 围 ， 出范 围 的数 据应 ０ 超 舍 去 ， 被 舍 去 的数据 大 于 １％ ， 若 ５ 则试 验 重 复进 行 ， 而 改进 后 的钢 片 的称 重几 乎接 近平 行 ， 仅 符合 标 不

孙 中磊 ， 李 波， 边靖 生
６０ ５ ） １０ １ （ ｌ Ｉ 国际工程有 限公 司 ， 四） Ｉ ｌ 庆 Ｊ 四川 成都
摘
要： 通过模 拟油田水环境配制模 型水进行腐蚀测试 ， 采用静态挂片失重法 测定 油井缓蚀剂 的缓蚀 效果 ， 在
不同温度、 药剂加量 、Ｈ值 以及矿化度下 ， ＹＨ ｐ 对 Ｓ一０ ９系列 缓蚀剂 的应用性 能进行 了测评 ， 现该系列缓 蚀剂在 发
和经济运 行 ， 因此 开展 针对 石油 天然气 开采 、 集输 中 缓蚀 剂 的应用 研究 有 着重要 的意 义 。文章 主要进行
了Ｙ ＨＳ—Ｏ ９系 列 油 井 缓 蚀 剂 应 用 性 能 研 究 ， 出 得
考察 ＹＨ Ｓ一０ ９系列 油井 缓 蚀 剂在 不 同温度 下 的缓 蚀 情况 。实 验数据 记 录及结果 见 图 １ 。
温度为 ５ －６ ０ ０℃ 、 药剂加量 为 １０ｍｇ Ｌ 。矿化度为 ８ ０ ０ｎｇＬ 的中性水环境下 ， ５ ・ － 、 ００ ａ・ 缓蚀效果 良好 。
关键词 ： 缓蚀剂 ； 腐蚀 ； 性能评价 ； 响因素 影
中 图 分 类 号 ： ８ ＴＥ９ ３ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：６ １９ ０ （０ ００ —０ ５０ １７ —９ ５２ １ ）６０ ２ —３
９ ８
Ｙ ＨＳ—Ｏ ９系列 缓蚀 剂最 佳 的防腐环 境条 件 。
《７
１ 实验 部 分
１ １实 验药 品及 仪器 ．
４
Ｙ ＨＳ—Ｏ ９系列 油井缓 蚀剂 （ 实验 室 自制 ）氯 化 ， 钠（ ＡＲ）氢 氧化 钠 （ Ｒ）十 水硫 酸 钠 （ Ｒ）无水 氯 ， Ａ ， Ａ ， 化钙 （ ＡＲ）碳 酸 氢钠 （ Ｒ） ， Ａ 。 Ｃ ３０电化 学 分 析 仪 ， 析 天 平 ，０ ｓｏ 分 １１—１型 电 热鼓 风干燥 箱 ， 游标 卡尺 。

配性 等 。
（ ） 蚀 介 质 组 成 ： 蚀 介 质 为模 拟 盐 水 见 １腐 腐
表 １ 。
表 １ 模 拟 盐 水 组 成 ｇＬ ／
２ 结果 与讨论 ２ １ 缓蚀 剂 的缓蚀 性能评 价 ．
静 态挂 片 实验 结果 可 以反映平 均腐 蚀速 率 ， 用 （ ） 态挂 片实 验 ： 片 处理 参 照 石 油天 然 气 ２静 试 行业 标准 Ｓ ／ ２３—２０ ＜ 田采 出水 用 缓蚀 剂 Ｙ Ｔ５ ７ ００＜ 油
箱 和调 温 电热 套等 。
１２ 反应 机理 ．
生产和经济效益的提高。 油 田注水 缓蚀 剂 ， 内外 目前 采用 较多 的是有 国
机胺 类 ， 括单 胺 系 、 胺 系 、 胺类 、 胺 羧 酸类 包 二 酰 酰 以及 咪 唑啉类 、 季铵 盐类 等 。该文 主要 研究 了一种
以乙二胺和氯化苄为原料合成苄基乙二胺 ：
果表明 ， 该缓蚀 剂在 ５ Ｏ℃ 以下的盐水溶液 中对碳钢具有较好 的缓蚀效果。与一定比例的亚硫 酸钠和
磷酸二氢锌复配时可达到很好的缓蚀效果 。 关键词 ： 蚀剂 缓 合成 腐蚀速 率 复 配体
中图分类号 ：Ｇ ７ ．２ Ｔ １４ ４
文献标识码 ： Ａ
文章编号：０７－０５ ２０ ）６－ Ｏ４一 ４ １０ １Ｘ（０９ ０ ０２ ｏ
静 态挂 片失 重法 评 价 了在模 拟 盐 水 加 入 不 同 质量
浓 度缓 蚀剂 的腐 蚀情 况 ， 果 见 图 １ 结 。
性能评价方法》 。在腐蚀介质中加入缓蚀剂产品 ， 放人 普通 钢片 ， ３ ｃ下 放 置 ７ ， 算 腐 蚀 速 在 ０ｃ ２ｈ 计
率 和缓蚀率 。
① 均 匀腐 蚀速 率 ｒ ， 式 （ ） 算 ： 按 １计

缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。

关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。

缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。

缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。

2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。

常见到的分类方法有以下几种。

2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1)阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。

例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。

一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。

(2)阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。

这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。

例如ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。

(3)混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。

例如含氮和含硫的有机化合物。

2.2 按化学成分分类(1)无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。

(2)有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。

2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1)氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。

例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。

由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。

(2)沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。

缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。

电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。

而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。

这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。

1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。

如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。

把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。

重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。

阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。

阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。

混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。

缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用石油机械，作为石油行业的重要设备，承担着勘探、开采、加工和输送等关键环节。

由于其长期在恶劣的环境下工作，容易受到外界环境因素的影响，产生腐蚀现象，导致机械设备的使用寿命缩短、运行质量下降，甚至带来安全隐患和经济损失。

为了解决这种问题，科学家们研究出了缓蚀剂防腐的方法，并将其应用到石油机械中。

缓蚀剂，指的是能够防止金属表面腐蚀的化学物质。

它们可以通过吸附、离子交换等作用，在金属表面形成一种保护膜，抵御各种化学因素，从而达到防腐的目的。

缓蚀剂具有防腐工作效果好、使用方便、经济实惠等优点。

目前主要有有机缓蚀剂、无机缓蚀剂、天然缓蚀剂等三种类型。

无机缓蚀剂，主要成分是化学元素或者化合物，如磷酸盐、钙、锌、铜、镍、铬等。

它们能够增加金属表面的化学反应活性，从而促进保护膜的形成。

但是缓蚀效果相对较弱，需要和有机缓蚀剂一起使用。

有机缓蚀剂，是由多种有机物质和无机物质混合而成，如草酸和其它有机酸、磷酸酯、缩醛等。

它们能够牢固的吸附在金属表面，形成一层具有更强对腐蚀的保护膜，具有更好的效果，但也存在一定的毒性和环保问题。

天然缓蚀剂，主要是从植物或者动物中提取而来的一种天然有机物质, 如抗氧化剂。

它们能够保护金属，也相对环保，但是缓蚀效果不如化学合成的缓蚀剂。

缓蚀剂在石油机械中的应用，主要表现在以下几个方面：第一、防腐保护：缓蚀剂能够形成一层保护膜覆盖金属表面，防止机械设备受到腐蚀，从而增加使用寿命，降低维修费用和运营成本。

第二、防止泄漏：石油机械中的液压管路、输油管路等易受到腐蚀而造成泄漏，但使用缓蚀剂可以有效防止管路泄漏，从而确保石油机械的安全运行。

第三、提高工作效率：缓蚀剂能够防止机械设备受到腐蚀而降低运行效率，从而保证机械设备的稳定性和可靠性，提高生产效率。

但是，缓蚀剂不可滥用。

某些缓蚀剂会带来环境问题，如污染水源，对生态环境造成破坏。

因此，合理使用缓蚀剂，选择适合的缓蚀剂种类和使用方法，是非常重要和必要的。

油气开发中CO2腐蚀及其缓蚀剂的选用在日常油气开发的过程之中，在CO2腐蚀之后，油井会面临着穿孔报废的问题，从而带来了巨大的经济损失。

本文将针对CO2在油气开发之中的腐蚀问题进行相应地探究，从而提出合理的缓蚀剂选用建议。

标签：油气田开发；CO2腐蚀；缓蚀剂CO2腐蚀是油气田常见的腐蚀类型之一，近些年，随着CO2驱油技术的发展，CO2腐蚀问题又成为研究关注的重点。

高浓度CO2腐蚀会对油气井管线和设备造成严重的腐蚀，引发局部腐蚀穿孔，造成巨大的经济损失，甚至可能引发严重的安全事故。

缓蚀剂使油气田抑制CO2的腐蚀最为常用的措施，选用缓蚀剂能够成功延缓油气开发中CO2的腐蚀现象，高效抑制CO2腐蚀的缓蚀剂能够将腐蚀的速率控制在0.03mm/a以下。

本文分析了油气开发中CO2腐蚀基本情况，提出缓蚀剂的选用原理和应用建议，从而最大程度上降低CO2因腐蚀而带来的实际损失。

1 CO2在油气开发中的腐蚀问题以及发展现状1.1 生产系统腐蚀油田开发中，常伴生较高含量的CO2和H2S气体，这些气体溶于水后使介质酸性增加，对油井管柱造成较严重的腐蚀和损害。

CO2腐蚀形势主要有点蚀、蜂窝状腐蚀、台地浸蚀和流动诱发局部腐蚀四种不同的腐蚀形势，一定条件下管材的腐蚀速率甚至会高达12.6 mm/a以上。

在上世纪八十年代我国进行油气开发的过程之中，就是因为没能够正确认识CO2的腐蚀问题，而造成华北油田的多口高产油井，在一年半的时间内完全报废，对于我国而言造成了巨大的经济损失；美国的Little Creek油田实施CO2驱油提高采收率试验期间，由于没有采取CO2腐蚀防护措施，采油井的油管管壁在使用不到5个月时就发生了腐蚀穿孔。

1.2 超临界CO2腐蚀CO2驱油过程中，常采用超临界状态对CO2进行集输和注入。

干燥的超临界CO2腐蚀速率较低，但以CO2为主体的流体往往会夹杂少量水和H2S、SO2等气体杂质，这些介质加剧了介质对管材的腐蚀，给油田带来了较大的经济损失。

油井缓蚀剂的研究与应用技术
侯莹;张蕴强;沈丽萍;刘强;于志健
【期刊名称】《化工时刊》
【年(卷),期】2002(016)008
【摘要】本文介绍了根据中原油田油系统腐蚀特性优选了4种类型的端点前移防腐剂,通过腐蚀挂片、测铁、示踪显示技术确定了合理的加药工艺,实现了端点停止加药而前移至油井,同时保护整个油系统之目的.
【总页数】5页(P21-25)
【作者】侯莹;张蕴强;沈丽萍;刘强;于志健
【作者单位】中国石化股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院,河南,濮阳,457001;中国石化股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院,河南,濮阳,457001;中国石化股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院,河南,濮阳,457001;中国石化股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院,河南,濮阳,457001;中国石化股份有限公司中原油田分公司采油工程技术研究院,河南,濮阳,457001
【正文语种】中文
【中图分类】TE626
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5.油井缓蚀剂研究与应用 [J], 崔忠兴
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《油田缓蚀剂的应用和评价》国家标准编制说明（征求意见稿）国家标准编制说明2016年8月（一）任务来源2013年12月，国家标准化管理委员会【国标委综合（2013）90号文】下达制（修）订国家项目计划，其中计划编号为20131357-T-606《油田缓蚀剂的应用和评价》项目，由中国工业防腐蚀技术协会负责落实，并组织项目的实施。

沈阳中科腐蚀控制工程技术有限公司按照GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写》的要求，负责标准的起草，中国工业防腐蚀技术协会参加起草。

沈阳中科腐蚀控制工程技术有限公司接到任务后，2014年1月成立项目编制组,其成员包括臧晗宇、陈家坚、王凤平、金伟等。

经过两年时间的国内外相关标准和文献调研，并总结10年来我国油气田地面集输管线缓蚀剂应用的实践经验，于2016年08月提出了标准的征求意见稿。

（二）标准编写原则编制组按照GB/T 1.1-2009给出的起草规则并在符合国家有关法律法规、强制性标准的要求下，为使标准更具有科学性、先进性、经济性、切实可行，编制已考虑到：一方面，油气田集输系统涉及的生产环节较多，包括：单井管线、集输干线、处理厂站、长输管线，水源站等。

油气田集输系统中的每一环节都存在着设备腐蚀问题。

另一方面，油气田生产是一个庞大而系统的产业，工艺复杂，生产条件苛刻，具有高温、高压以及生产介质的高矿化度、高二氧化碳和/或高硫化氢的特点，使油气田系统的腐蚀因素具有复杂性和多样性。

由于腐蚀因素的复杂性，使油气田生产设备发生腐蚀的几率较高，有时腐蚀失效一旦发生，可能引发更大的次生破坏。

缓蚀剂是油气田常用的化学添加剂。

在制定油气田缓蚀剂标准时必须考虑以下三个方面：一、缓蚀剂的筛选评价规范；二、缓蚀剂的注入规范；三、缓蚀剂应用效果的评价规范。

因此，缓蚀剂的应用和评价为油气田安全、平稳、高效及长期运行提供保障，具有重大的经济效益和社会意义。

本标准就是建立在提高防腐效果的基础上编制的，它对于减少运行管理费用、提高缓蚀剂现场应用效果等方面起到了积极的作用，同时更好地达到建设节约型社会、促进人与自然和谐的目的。

石油工业中应用的缓蚀剂石油工业中应用的缓蚀剂石油工业是应用缓蚀剂最多的生产部门。

从石油的钻探、开采、集输到炼制，经常需要使用缓蚀剂。

尤其是开发高含硫的油气田，由于硫化氢气体对钻杆设备和油套管的严重腐蚀，必须使用抗硫化氢腐蚀的缓蚀剂，油气井进行酸化，必须应用高温酸化缓蚀剂；此外，油田含油污水处理回注等也要使用缓蚀剂进行防腐处理。

1．酸化缓蚀剂油井酸化工艺又称酸处理工艺，是指采用机械的方法将大量盐酸或盐酸和氢氛酸混合液向油井挤注，由于酸液溶蚀井下油岩层和缝隙，致使油气裂缝和通道扩展，达到使油井投产、增产和稳定的目的。

作为一项重大增产和稳产的技术措施，我国许多油气田都采用了酸化技术。

20世纪70年代，我国石油工业生产进入了一个发展新阶段，由于高温井浓酸酸化技术的开展，迫切要求研究和生产更好的高温酸化缓蚀剂。

经过几年研究，一批较好的产品如7461，746I—102，7623，7623C，IMC，7701，70U，411，YF—7701，仿A—170，仿A—130，7812，7801，IMC—4，IS—129rJ67天1—2，川天2—3，8401—I等数十个品种和近百个现场使用配方完成。

初步解决了我国陆地和海上油田深井酸化施工的需要。

下面重点介绍常用的几种酸化缓蚀剂和炔醇类化合物。

(1)7461—102缓蚀剂。

7461—102缓蚀剂是由煤焦油毗陡釜渣、工业酒精和匀染剂102制成的。

匀染剂102是一种非离子型表面活性剂，学名为聚氧乙烯脂肪醇醚，其分子式为Ro(cH zcH20)nH，其中n＝25—30，R＝C12H z s—CMH：y。

其制备工艺为：已蒸至180一190℃的焦化厂吡啶釜渣再蒸至216—220℃，残液用工业酒精或无水乙醇提取缓蚀组分，即得到7461，把匀染剂102加入至7461中，经过蒸馏回收部分酒精后，得到的棕黑色液体即为7461—102缓蚀剂。

根据性能实验，加入表面活性剂对缓蚀剂的缓蚀性能有较大的影响，在7461和7461—102中加入乌洛托品，可显著提高缓蚀率；在7461—l02和乌洛托品中再加入K1和cuCl：时，缓蚀效率更进一步提高。

常减压蒸馏装置用缓蚀剂的研究现状及展望摘要：近年来，随着国内各油田的深度开采及高含硫原油的大量进口，各大炼油厂加工的高含硫、高酸值、高含盐原油越来越多，使得常减压蒸馏装置常减压塔顶、塔底管道和换热器等设备的腐蚀问题日趋严重，严重影响了装置的长周期安全运行。

在常减压蒸馏装置生产运行中，除采取原油脱盐、塔顶注水等防腐蚀措施外，还普遍采用注入缓蚀剂的方法来降低腐蚀速率缓蚀剂的种类很多，应用也很广泛，常减压蒸馏装置用的缓蚀剂只是缓蚀剂的重要一类。

关键词：常减压蒸馏装置缓蚀剂腐蚀机理展望１常减压蒸馏装置腐蚀机理常减压蒸馏装置的腐蚀分为低温部位腐蚀（低于１２０℃）和高温部位腐蚀（２４０～４８０℃）。

低温腐蚀部位主要在常减压蒸馏装置塔顶（初馏塔、常压塔和减压塔）冷凝冷却系统、部分挥发线和常压塔上层塔盘；高温腐蚀部位主要在常压塔底、减压炉管、减压侧线、减压塔底和换热器等。

低温腐蚀产生的主要原因是无机酸腐蚀。

原油中的ＮａＣｌ，ＭｇＣｌ：和ＣａＣｌ：等经加热水解产生ＨＣl，且产生的ＨＣｌ不能在水冷凝前全部被中和。

同时，原油含硫及硫化物高温分解、反应生成Ｈ2Ｓ。

所以在分馏塔顶冷凝区等部位有局部酸腐蚀发生，腐蚀主要为ＨＣＩ—Ｈ2Ｓ—Ｈ2０型。

高温腐蚀产生的原因主要是环烷酸腐蚀和高温硫腐蚀。

环烷酸腐蚀的活性温度分别是第一沸点区２３２～２８０℃及第二沸点区３３０～４００℃。

腐蚀生成的环烷酸铁属于油溶性物质，很快被冲刷溶于油中，重新裸露出金属表面，促进金属进一步被腐蚀。

２４０—３４０℃高沸点硫化物分解，生成Ｈ2Ｓ，对设备开始腐蚀，并随温度升高而加剧。

在４２６—４８０℃，Ｈ2Ｓ近于完全分解，此时，高温硫对设备腐蚀最快。

高温下硫可以与铁直接作用形成ＦｅＳ，ＦｅＳ膜本身对金属有保护作用，但在环烷酸存在下，环烷酸和ＦｅＳ反应析出Ｈ2Ｓ，破坏保护膜，造成再腐蚀。

２常减压蒸馏装置用缓蚀剂的研究现状国内炼油厂从１９６０年后开始使用缓蚀剂，应用最多、最普遍的是有机缓蚀剂。

80年代-90年代又研制出了8601G（季胺盐）、8703A、CT1-3、AH-304、 IMC-80-5、XA-139等油井酸化缓蚀剂。7701复合缓蚀剂在井下温度超过 190℃的（井深７０００m）压裂酸化中得到应用并获得成功，解决了我国油 井酸化缓蚀剂的技术难题。
另外中科院腐蚀与防护研究所陈家坚等研制的IMC-30-G,IMC-80等缓蚀 剂在采油和石油集输上得到应用。
H2O，电阻率，含盐量，pH值，孔隙度，杂散电流(电气化 铁路、输电配电系统等)，微生物（硫酸盐还原菌、SRB）
溶解氧、CO2、H2S、细菌(SRB)、盐类（K+、Na+、Ca2+、 Mg2+、Cl–、SO42-、CO32–、HCO3–等）pH值、水温、流速
3、炼油过程的腐蚀
在石油炼制过程中导致设备腐蚀的原因有：原油中的杂质、加工 过程中的外添加物质、在加工过程中转化的部分物质。
2、电化学机理分类法 ① 阳极型缓蚀剂 ② 阴极型缓蚀 ③ 混合型缓蚀剂
3、物理化学机理分类法 ① 氧化膜型缓蚀剂 ② 沉淀膜型缓蚀 ③ 吸附膜型缓蚀剂
4、介质分类法（主要应用于钢铁）
介质
缓蚀剂
酸性介质 碱性介质
醛、炔醇、胺、季胺盐、硫脲及衍生物、杂环化合物（吡啶、喹啉）、 咪唑啉、松香胺、乌洛托品、酰胺、硫氰化合物
（二）缓蚀剂的特性
① 缓蚀剂的应用具有较高的选择性: ② 介质不同可选择不同的缓蚀剂；同一介质当操作条件有变化时（温度、浓度等）， 所使用的缓蚀剂也会完全改变； ③ 因此，缓蚀剂使用前必须按实际使用条件进行评测试验。
（三）使用缓蚀剂有以下优点：
① 缓蚀剂的缓蚀效应不受设备形状的影响； ② 不改变腐蚀环境，可获得很好的效果； ③ 设备投资很少，可达到防腐蚀的目的； ④ 腐蚀环境变化（如介质HCL、HBF4、EDTA、柠檬酸）可以通过改变缓蚀剂的种类或 浓度来保持防腐蚀效果； ⑤ 缓蚀剂有时可同时防止多种金属在不同环境中的腐蚀（IS-129B,SD-815可用于酸 化，也可用于注水缓蚀）。

缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中，缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物”。

缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。

某些有机物质，被有效地吸附在金属的表面上，从而明显地影响表面的电化学行为。

其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种，结果都是使腐蚀电流降低。

缓蚀剂的作用不仅如此，它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。

如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。

总之，在同时发生金属溶解的工业方面，或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。

缓蚀剂都起着重要的作用。

另外，电镀中的整平剂，从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴；但是，其作用机理(吸附)和缓蚀剂的机理类似。

具有整平作用的物质，同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。

下图给出了有无缓蚀剂的不同效果：图1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也称阳极抑制型缓蚀剂，主要是抑制阳极过程而使腐蚀速度减缓。

如中性介质中的亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠等，它们能增加阳极极化，从而使腐蚀电位正移。

通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。

该类缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂，用量不足会加快腐蚀。

作用过程：（a）具有强氧化作用的缓蚀剂，使金属钝化（亚硝酸钠，高铬酸等）；（b）具有阴极去极化性的钝化剂，在阴极被还原，加大阴极电流，使体系的氧化还原电位向正方移动，超过钝化电位，而使腐蚀电流达到很低的值。

（亚硝酸盐、硝酸盐与高价金属盐属于此类；铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐等在酸性溶液中也属于此类。

）图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制，其主要包括：酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等，能使阴极过程减慢，增大酸性溶液中氢析出的过电位，使腐蚀电位向负移动。