第一節(jié) 油田緩蝕劑項(xiàng)目界定

以適當(dāng)?shù)臐舛群托问酱嬖谟诃h(huán)境（介質(zhì)）中時(shí)，可以防止或減緩材料腐蝕的化學(xué)物質(zhì)或復(fù)合物，因此緩蝕劑也可以稱為腐蝕抑制劑。油田緩蝕劑主要用于油田生產(chǎn)設(shè)備及管線防腐處理，能有效抑制H2S、CO2等腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬材質(zhì)的腐蝕。

第二節(jié) 油田緩蝕劑應(yīng)用領(lǐng)域 分析

石油工業(yè)是應(yīng)用緩蝕劑最多的生產(chǎn)部門。從石油的鉆探、開(kāi)采、集輸?shù)綗捴疲?jīng)常需要使用緩蝕劑。尤其是開(kāi)發(fā)高含硫的油氣田，由于硫化氫氣體對(duì)鉆桿設(shè)備和油套管的嚴(yán)重腐蝕，必須使用抗硫化氫腐蝕的緩蝕劑，油氣井進(jìn)行酸化，必須應(yīng)用高溫酸化緩蝕劑；此外，油田含油污水處理回注等也要使用緩蝕劑進(jìn)行防腐處理。

1、酸化緩蝕劑

油井酸化工藝又稱酸處理工藝，是指采用機(jī)械的方法將大量鹽酸或鹽酸和氫氛酸混合液向油井?dāng)D注，由于酸液溶蝕井下油巖層和縫隙，致使油氣裂縫和通道擴(kuò)展，達(dá)到使油井投產(chǎn)、增產(chǎn)和穩(wěn)定的目的。作為一項(xiàng)重大增產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)的技術(shù)措施，我國(guó)許多油氣田都采用了酸化技術(shù)。

20世紀(jì)70年代，我國(guó)石油工業(yè)生產(chǎn)進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展新階段，由于高溫井濃酸酸化技術(shù)的開(kāi)展，迫切要求 研究 和生產(chǎn)更好的高溫酸化緩蝕劑。經(jīng)過(guò)幾年 研究 ，一批較好的產(chǎn)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等數(shù)十個(gè)品種和近百個(gè)現(xiàn)場(chǎng)使用配方完成。初步解決了我國(guó)陸地和海上油田深井酸化施工的需要。

下面重點(diǎn)介紹常用的幾種酸化緩蝕劑和炔醇類化合物。

（1）7461—102緩蝕劑。7461—102緩蝕劑是由煤焦油毗陡釜渣、工業(yè)酒精和勻染劑102制成的。勻染劑102是一種非離子型表面活性劑，學(xué)名為聚氧乙烯脂肪醇醚，其分子式為Ro（cH zcH20）nH，其中n＝25—30，R＝C12H z s—CMH：y。其制備工藝為：已蒸至180一190℃的焦化廠吡啶釜渣再蒸至216—220℃，殘液用工業(yè)酒精或無(wú)水乙醇提取緩蝕組分，即得到7461，把勻染劑102加入至7461中，經(jīng)過(guò)蒸餾回收部分酒精后，得到的棕黑色液體即為7461—102緩蝕劑。

根據(jù)性能實(shí)驗(yàn)，加入表面活性劑對(duì)緩蝕劑的緩蝕性能有較大的影響，在7461和7461—102中加入烏洛托品，可顯著提高緩蝕率；在7461—l02和烏洛托品中再加入K1和cuCl：時(shí)，緩蝕效率更進(jìn)一步提高。7461的緩蝕作用主要是由于發(fā)生陰極控制所引起的，并且隨著7461濃度的增加，控制陰極過(guò)程愈加激烈。7461—102中臺(tái)有的勻染劑102除具有乳化增溶、分散穩(wěn)定和潤(rùn)濕性質(zhì)外，還對(duì)碳鋼在鹽酸中的腐蝕具有一定的抑制能力。7461—102緩蝕劑在油田中使用，防腐效果較甲醛、若丁好，和烏洛托品、碘化亞銅復(fù)配可以用于深井和超深井酸化施工。

（2）7701酸化緩蝕劑。770l酸化緩蝕劑是由4—甲基吡啶釜?dú)?、氯化芐、勻染劑102和工業(yè)酒精制成的。4—甲基毗噓釜?dú)埵侵扑帍S廢料，含有各種烷基吡啶和喹啉類物質(zhì)。釜?dú)埮c氯化芐反應(yīng)生成芐基季銨鹽物質(zhì)。勻染劑102和酒精除起著乳化增溶、分散穩(wěn)定和溶劑的作用外，還有利于提高緩蝕性能。

7701酸化緩蝕劑在鹽酸和土酸溶液中，對(duì)鋼鐵具有較好的緩蝕作用，對(duì)三價(jià)鐵離子和硫化氫有較強(qiáng)的抑制作用，它和烏洛托品，或甲醛、碘化物復(fù)配時(shí)，緩蝕效果更好，是一種優(yōu)良的高溫酸化緩蝕劑。

（3）780I高溫濃鹽酸緩蝕劑。780l高溫濃鹽酸綏蝕劑是由酮醛胺縮合物、丙炔醇、表面活性劑和酒精制成的。酮醛胺縮合物是由苯乙酮、苯胺和甲醛在催化劑作用下生成的化合物質(zhì)。

7801緩蝕劑單獨(dú)在鹽酸中使用時(shí)，緩蝕性能較7701酸化緩蝕劑好，也較美國(guó)高溫緩蝕劑A—170好。

（4）川天1—2酸化緩蝕劑。川天1—2酸化緩蝕劑是由環(huán)己酮、苯胺、甲醛、丙炔醇和甲酰胺等制成的高溫濃鹽酸酸化緩蝕劑。在28％的鹽酸溶液中，在溫度150℃時(shí)，對(duì)N80油管鋼有較好緩蝕效果，抗硫化氫腐蝕性能較好，是一種優(yōu)良的高溫酸化緩蝕劑。

（5）炔醇類化合物。炔醇類化合物在高溫酸液中對(duì)鋼鐵有較好的緩蝕作用，是一類抗高溫腐蝕的優(yōu)良酸化緩蝕劑，尤其是丙炔醉和己炔醇。工業(yè)上使用較多的是丙炔醇，丙炔醇在90℃的28％鹽酸溶液中對(duì)鋼鐵的緩蝕作用比其他有機(jī)緩蝕劑好，在較高溫度下（100一150℃），丙炔醇仍具有一定緩蝕作用。丙炔醇和有機(jī)酸化合物復(fù)合作用，緩蝕效果更好。因此，工業(yè)上很少單獨(dú)使用丙炔醇酸化施工，而是和含氯有機(jī)化合物復(fù)配使用。

2、采油、采氣生產(chǎn)用緩蝕劑

（1）油溶性氣井緩蝕劑。含硫氣田，特別是高含硫的氣田腐蝕防護(hù)，是開(kāi)發(fā)天然氣中一項(xiàng)十分重要的工作。由于采出的天然氣帶有大量硫化氫、二氧化碳、鹵水等浸蝕性物質(zhì)，嚴(yán)重腐蝕井口采氣設(shè)備和井下油管、套管，造成閘門絲桿斷裂，油管、套管穿孔斷裂，集輸管線爆破等事故，因此，國(guó)內(nèi)外都十分重視防止硫化氫引起的腐蝕問(wèn)題。如 研究 抗硫化氫腐蝕的新鋼材或涂料鋼管。但較好的辦法是同時(shí)采用緩蝕劑聯(lián)合防腐。即定期向油氣并投加抗硫化氫腐蝕的緩蝕劑。我國(guó)四川石油管理局天然氣 研究 所，在 研究 和應(yīng)用油溶性氣并緩蝕劑防止硫化氫腐蝕工作方而，取得了較好的成績(jī)。20世紀(jì)70年代他們使用4一甲基吡啶釜?dú)垺⒋诌拎?、?yè)氯等緩蝕劑防護(hù)，使設(shè)備腐蝕大大減輕。此外，他們 研究 出川天2—1、川天2—2、川天2—3系列產(chǎn)品，在含硫氣田中使用，這些產(chǎn)品在防止硫化氫腐蝕性能方面都比自美國(guó)引進(jìn)的A163效果好。

（2）油井緩蝕劑。隨著油田開(kāi)發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)，綜合含水串不斷增加。采油井采出的油水中含CO2、H2S、溶解氧、有機(jī)酸、硫酸鹽還原苗，且水的礦化度高，對(duì)油井油管、套管和原油集輸系統(tǒng)造成腐蝕。不少油田發(fā)現(xiàn)油井油管、套管腐蝕穿孔、變形和斷裂，原油集鉛系統(tǒng)管線穿孔現(xiàn)象日益嚴(yán)重，直接影響了油田的正常生產(chǎn)。油井加緩蝕劑保護(hù)，國(guó)外自20世紀(jì)70年代就已實(shí)施，國(guó)內(nèi)油井加藥還處于起步階段。油井加藥防腐不但可以保護(hù)油管、套管及井下設(shè)備，而且也可以起到保護(hù)集油管線和設(shè)備的作用，是一項(xiàng)成本低、容易實(shí)施、見(jiàn)效快的措施。目前，國(guó)外較好的緩蝕劑，主要類型有丙炔醇類、有機(jī)胺類、咪唑啉類和季銨鹽類等。中原油田應(yīng)用的2SY92—1油井緩蝕劑是以合成的炔氧甲基銨鹽和炔氧甲基季銨鹽復(fù)配而成，為水溶油分散吸附成膜型的緩蝕劑。該緩蝕劑能在高鹽濃度和二氧化碳飽和條件下，對(duì)N80鋼和AQm鋼的腐蝕進(jìn)行有效控制，緩蝕劑濃度為60-70m8兒時(shí)，緩蝕率達(dá)80％-90％。在90℃濃度為28％的鹽酸中，緩蝕劑濃度為0．2％時(shí)，腐蝕速率僅為58／（m2．h），藥劑緩蝕率大于99％。油井加緩蝕劑采用沖擊式預(yù)膜處理周期性加藥，濃度為20一50m8兒。用泵將緩蝕劑注入到油套管環(huán)形空間，靠緩蝕劑的自重降到井底，隨產(chǎn)出液從油管內(nèi)返出，在這一過(guò)程中，緩蝕劑大部分溶解于產(chǎn)出水中，少量分散在油中，隨著上返，緩蝕劑在金屬表而被吸附而形成保護(hù)膜，由此起到了防護(hù)作用。

3、酸洗緩蝕劑

結(jié)垢和金屑表面的污泥沉積是油田生產(chǎn)中普遍存在的問(wèn)題，生產(chǎn)中通常采用機(jī)械的和化學(xué)的辦法處理。對(duì)污水管線、注水管線和鍋爐等采用化學(xué)清洗，能大大節(jié)約人力、物力和時(shí)間，因此，在油氣田中巳廣泛應(yīng)用。但是，為了防止酸洗過(guò)程中金屬被強(qiáng)酸腐蝕，必須根據(jù)條件選用相應(yīng)的高效酸洗緩蝕劑。

4、油田污水緩蝕劑

油田含油污水礦化度高，含有溶解氧、硫化氫、二氧化碳和細(xì)菌等，對(duì)油田污水處理及回注污水的注水系統(tǒng)的鋼管線及設(shè)施普遍存在著腐蝕現(xiàn)象。但由于介質(zhì)中腐蝕因素含量不同，腐蝕性有很大差別。大慶油田含油污水由于PH值為8．5—9，雖然水中硫化氫的溶解氧的濃度分別為15—20mg/l和0．5mg/l，被污水全部浸泡的部分卻一般腐蝕性不大，但在開(kāi)式污水罐的水、氣界面及罐頂腐蝕卻很嚴(yán)重。勝利油田污水系統(tǒng)，由于礦化度在3×104mg/l以上，PH值為7．0一7．5，硫化氫濃度為1—5mg/l，開(kāi)式水處理系統(tǒng)中一般溶解氧的濃度為0．5—2．0mg/l，水的腐蝕性很大。中原油田油田產(chǎn)出水礦化度一般為（4—16）×104mg/l，水中游離的二氧化碳最高達(dá)200mg/l，碳酸氫根含量在200一600mg/l且硫酸鹽還原茵和高價(jià)金屑離子含量高，而pH值只有5．5—6．5，雖然硫化氫、溶解氧含量低（采用密閉流程），但污水仍具有極強(qiáng)的腐蝕性，是腐蝕最嚴(yán)重的油田。

油田注水系統(tǒng)應(yīng)用緩蝕劑開(kāi)始于20世紀(jì)50年代，初期曾沿用化工廠循環(huán)冷卻水系統(tǒng)的無(wú)機(jī)緩蝕劑來(lái)處理油田污水，以達(dá)到防腐蝕的目的。但無(wú)機(jī)緩蝕劑用于處理象油田回注這樣大量的、非循環(huán)的含氧水是不經(jīng)濟(jì)的，因此人們傾向于應(yīng)用有機(jī)緩蝕劑或混合使用有機(jī)緩蝕劑與無(wú)機(jī)緩蝕劑，目前油田水緩蝕的主要技術(shù)路線為：由開(kāi)式系統(tǒng)改為閉式系統(tǒng)，使注水中氧含量降低至0．02-0．05mg/l，這樣就使油田污水的腐蝕類型從主要是氧腐蝕轉(zhuǎn)化為弱酸性的環(huán)境腐蝕（主要是H2S和CO2等腐蝕），然后再使用有機(jī)緩蝕劑進(jìn)行防腐。

油田水系統(tǒng)使用的有機(jī)緩蝕劑主要類型有：季鐵鹽類、咪唑啉酸腦類、脂肪胺類、酰胺衍生物類、吡啶衍生物類、胺類和非離子表面活性劑復(fù)合物等。對(duì)油田注水效果較好的是季鐵鹽類和咪唑啉類，因?yàn)檫@類化合物通常還具有較好的分散性，可以防止一些沉積物對(duì)地層的堵塞。椰子油酸腦的酸酸鹽對(duì)油田注水也有較好的效果，它具有緩蝕和殺菌雙重作用，加入5—12mg/l可使緩蝕率達(dá)到95％。椰子二胺及它的己二酸鹽也有同樣效果，并且在含有相當(dāng)濃度的溶解氧中仍然有效。

第三節(jié) 油田緩蝕劑產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程

70年代以來(lái)，我國(guó)石油工業(yè)學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的鉆探和采油工藝新技術(shù)，原油和天然氣產(chǎn)量逐年大幅度上升，生產(chǎn)發(fā)展很快，如采用大酸量高濃度鹽酸溶液對(duì)灰?guī)r油氣田進(jìn)行壓裂酸化，油井穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)效果十分顯著。在油井使用l5-28鹽酸溶液施工中，由于井下溫度較高，油管及采油設(shè)備的腐蝕問(wèn)題是深井酸化技術(shù)的關(guān)鍵之一，即必須要有高溫油井酸化緩蝕劑與該新工藝技術(shù)配套，否則油井腐蝕不堪設(shè)想 。高溫酸化緩蝕劑商品國(guó)外有售，但價(jià)格昂貴。為使高溫酸化緩蝕劑國(guó)產(chǎn)化，滿足石油工業(yè)采油新工藝的需要，四JIl石油管理局天然氣 研究 所、華中理工大學(xué)等許多單位先后開(kāi)展油井酸化緩蝕劑 研究 工作， 研究 開(kāi)發(fā)了一大批性能優(yōu)良的油井酸化緩蝕劑，如7251、7461、7461-102、7623、7623C、7701、7812、7801、CT1-2、CT1-3、CT1-8、411、YF-7701、SH-501、SH407、A-40、IS-129、IM C-3、IM C-5、8401-J、8601-G等，基本滿足了我國(guó)石油工業(yè)油井酸化施工技術(shù)要求，對(duì)石油天然氣增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)起到了重要作用。

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