金属腐蚀是一种公害，它是设备寿命减短，导致停滞和污染环境的主要原因之一。每年都造成数以亿计的经济损失，尤其在钻井、采油及石油化学等工业中，由于经常处于高温、高压及各种腐蚀性介质存在的苛酷条件下，各种金属设备遭到异常剧烈的腐蚀〔1〕。因此油田生产过程中的腐蚀与防护一直是困扰石油,天然气工业整体经济水平的提高和发展,需要解决的主要技术问题之一。人们一直在不断研究和使用各种防护方法解决不同的金属腐蚀情况，如上油漆、电镀、电化学保护和添加缓蚀剂等。实践证明，使用缓蚀剂在各种防护方法中是一种工艺简单，成本低廉，使用性强的方法。因此，油气生产过程中，缓蚀剂的应用是极其重要的技术问题。
近年来，油气田在生产开发中相继出现了各种因素交叉的腐蚀，而一些发达国家和产油国已经在各种因素交叉腐蚀方面取得了丰富的现场经验和理论成果，形成了一整套的较为完善的防腐蚀工艺技术〔2〕。国内在油气井酸化方面缓蚀剂的研制应用情况较好，水平也接近于国外。缓蚀剂的品种众多，有不同的分类方法，本文根据缓蚀剂使用的场所的不同将其分类，可分为油气井缓蚀剂，油田注水缓蚀剂，集输管线缓蚀剂和钻具存放用缓蚀剂。?
1 油气井缓蚀剂
我国油田开发较早，但有相当一部分油田已进入开发中后期，油井中综合含水率不断上升，产出水矿化度急剧升高，同时伴有大量侵蚀性物质的存在，如CO2,H2S,Cl—，少量溶解氧和细菌等，受这些因素及其交互作用的影响，油气井生成系统受到严重的腐蚀，油田安全生成受到严重威胁，虽然目前已初步形成了具有特色的系列缓蚀剂技术或产品，但随着油田的进一步开发，油气井缓蚀剂的研究仍将是一项重要的课题。
针对腐蚀油气井介质的不同，油气井缓蚀剂大致可分为油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂、分散型缓蚀剂及气缓蚀剂〔2〕。油气井缓蚀剂的缓蚀效果的影响因素很多，除了缓蚀剂的组成结构、介质的性质、金属的种类和表面状态诸因素外，还与缓蚀剂的浓度、使用温度和介质的运动速度等因素有关。根据不同的腐蚀介质因素，缓蚀剂的简介如下：?
1.1 含元素S，H2S，CO2油气井用缓蚀剂〔3，4〕??
国外对含有分散硫和沉积硫的油气井所用缓蚀剂结构进行的研究，通常采用向缓蚀剂配方中使用添加剂，阻止硫在金属表面沉积的方法来控制腐蚀，常用的缓蚀剂品种有：①咪唑啉型缓蚀剂; ②胺类缓蚀剂; ③除硫剂; ④其它类型缓蚀剂。?
1.1.1 咪唑啉型缓蚀剂?
咪唑啉型缓蚀剂的突出优点是，当金属与酸性介质接触时，它可以在金属表面形成单分子吸附膜，以改变氢离子的氧化还原电位，也可以络合溶液中的某些氧化剂，降低它的电位来达到缓蚀的目的。咪唑啉环上的氮原子的化合价变成五价形成的季胺盐后，由于季胺阳离子被带负电荷的金属表面吸附时，故而对发生阳离子放电有很大电影响，从而有效地抑制了阳极反应。
咪唑啉的盐如咪唑啉的葵二酚盐以及咪唑啉的油酸盐和二聚醇盐的混合物都是有效的油气井缓蚀剂。咪唑啉衍生物如通过四乙撑五胺同脲或硫脲反应制备的咪唑啉酮和咪唑基二硫脲也都是有效都缓蚀剂。许多硫咪唑啉衍生物和咪唑啉的多硫化物的双噻唑啉及恶唑啉、取代三嗪等都是很好的缓蚀剂。?
1.1.2 胺类缓蚀剂?
胺类缓蚀剂对抑制酸腐蚀，CO2腐蚀和少量H2S腐蚀很有效，其缓蚀机理是通过分子中极性基中心N原子所含的孤电子对与铁的d电子空轨道形成配位键，吸附并覆盖于金属表面而起缓蚀作用的。由于这种吸附属化学吸附，吸引力大、脱附难，所以利用这种吸附成膜的缓蚀剂，缓蚀效果好。胺类缓蚀剂包括脂肪胺、环脂胺、芳胺及杂环胺。典型的例子有C12～C18的伯胺、环己胺、苯胺及甲基取代苯胺、烷基吡啶、苯并咪唑及类似松香胺之类大分子胺〔8〕。?
1.1.3 除硫剂?
油气井中H2S含量较高时必须除硫。加入除硫剂是抑制H2S腐蚀较好的方法。除硫反应可分成两类：一类是可溶性硫离子与金属离子反应生成不溶性的金属硫化物，例如?
Zn2++S2-→ZnS↓?
另一类是可溶性硫化物转化为其它价态。例如用氧将H2S氧化为元素硫?
2H2S+O2→2FeS↓+3H2O?
某些除硫剂同时参与这两类硫，例如Fe2O3与H2S反应，即生成FeS沉淀，又生成元素硫?
Fe2O3+H2S→2FeS↓+3H2O?
常用的除硫剂有碱性碳酸锌、碳酸铜、海绵铁等。四川石油管理局天然气研究所研制了一种名为“川设6-1”的除硫剂〔7〕，已应用于四川高含硫油气田和高温深井的钻采中。?
1.1.4 其它类型缓蚀剂?
一种专利产品缓蚀剂含羟基和硫醚基团的吡啶嗡盐〔9〕，据称不仅可作为深井酸化缓蚀剂，还可用于油气井、煤厂、油田注水及废水处理系统，防止H2S、CO2、有机盐、盐水等对金属的腐蚀。其使用浓度为75～250mg/l。? n-(疏水芳基)吡啶嗡也是一种高效酸化缓蚀剂〔10〕。它的特点是热稳定型高，在高温(120～300℃)酸介质中的缓蚀效果较一般的吡啶衍生物好，且兼有缓蚀、破乳、阳离子表面活性剂等功能，是一种多功能高效缓蚀剂，其投加量常为酸液质量的0.1～4%。
另外为适应含硫气田现场腐蚀的需要，特别是产水量较大的井，高水位井，有封隔器的含水油气井防腐对多品种缓蚀剂加注工艺的要求，可以使用水溶性棒状缓蚀剂，水溶性棒状缓蚀剂缓蚀性能好;凝固点高，常温下不易流动，易于成形;水溶性好;与其他助剂配伍性好，是井底水位较高，边远井和有机封隔器的含水油气井腐蚀防护的良好缓蚀剂。?
西南油气田分公司天然气研究所研制的水溶性棒状缓蚀剂CT-14〔11〕具有密度可调、化点适中、有效成分缓慢释放、有效周期长及缓蚀效果好等特点，适用于长液量10m3/d以内的油气井，推荐的经济有效的加注量为15kg/15d。?
1.2 深热气井缓蚀剂〔2〕??
深热气井中典型的缓蚀剂为胺活化的二烃基二硫化物，其适用的典型井下环境为井深20000英尺，温度范围380～450，压力为4000Psi，井底含有盐水，无疑是析油存在，高含H2S和元素S，缓蚀剂在井底以液相存在。在注入井底前，先加入元素硫，增加其分子量，减少发挥，以保证在井底条件下以液相形式存在，同时加入少量有效的油溶性缓蚀剂，使其在井下能形成并维持有效的保护膜，使用的高分子量或脂肪族胺原则上是长链烷基胺，最好为腊状固体或半固体，易在气井中特定的温度下为液相，这种二羟基二硫化物油活化的高分子重胺能与高温、高压，缺少凝析油的井底形成保护膜，起到防护作用。?
1.3 加重缓蚀剂及气液两相缓蚀剂〔2，12〕??
为防止高液柱的高温、高压井底腐蚀，可应用加重缓蚀剂，其主要特点是依靠其自身密度通过液柱而自流至井底缓慢释放。为了使之在通过油水液柱时不致溶解掉，应具备有限的油或水分散性。其形状有棒状、球状、胶囊状等。加重缓蚀剂特别适用于凝析井或油井使用。关井时间要保证缓蚀剂落入井底，使其缓慢溶解，然后缓慢溶解后，依靠井底压力再返回，加重缓蚀剂可做成油溶性和水溶性两种。?
气液两相缓蚀剂是解决某些含水井液体部分及液面以上100～500m管段的钢材腐蚀。它要求缓蚀剂既具有液相保护作用，又具有气相保护功能。在缓蚀剂中同时要含有液相和气相缓蚀部分，以利于对液面以下部分和气相材料的防护。?
总起来说，油井、气井、凝析气井等所用的缓蚀剂差别不大，可以用于油井的一般也可以用于气井，分析原因主要是因为腐蚀介质实际是大体相同的，如H2S，CO2，盐水等。至于在一些特定环境下要求缓蚀剂的气相保护性能时，可用增加挥发性、雾状加入方式等。?
2 油田注水缓蚀剂
我国东部油田已进入高含水期，采出液相中含水量越来越高，许多油田已达90%左右。在大量含油污水的处理及回注过程中，需加入大量缓蚀剂减缓其中的溶解氧、H2S、CO2及氯化物盐类等腐蚀性能物质对设备及管线的腐蚀。
在注水油田缓蚀剂中应用最早的为一些除氧剂〔22，23〕，如FeCl2、Fe(OH)2、铁粉和SnCl2等。但由于FeCl2和SnCl2对钻井液流变性的影响很大，所以未被推广使用七十年代以来，研究出来以下除氧剂：二乙基羟胺、二乙基羟胺复配物、碳酸胺、对苯二酚、对苯二酚与多胺复配物、胺基胍化合物、聚合物类与肟类。但这些除氧剂制造复杂，货源不定，成本高，实际应用很有限，除个别外，大部分并没有见到实用的报道。因此目前使用的除氧剂仍为亚硫酸钠及共属该体系的亚硫酸氢胺、亚硫酸氢钠等。?
制备油田注水的缓蚀剂SF-103〔13〕的原料主要为石油酸及多胺，其主要成分为咪唑啉与聚酰胺及盐类的混合物，可将混合物复配后使用。注水油田缓蚀剂SF-103适用于中性及偏酸性污水，具有用量少、缓蚀效果好和适应性强等优点。?
国外有很多的油田注水缓蚀剂，如美国专利〔14〕报道了二硫代胺基甲酸内盐，据报道这种缓蚀剂有良好的缓蚀效果，且产率很高。法国学者M.Prillieux〔15〕研究了咪唑啉的含硫衍生物，用1-(2-氨基乙基)-2-十七烷基咪唑啉同二硫化碳反应，生成1-(2-二硫代氨乙基)-2-十七烷基咪唑啉，据报道具有极好的防蚀性。此外，一些新产品如HQ-3(氯化-2-萘甲喹啉季铵衍生物与丙炔醇的复配物)、炔氧甲基胺与炔氧甲基季铵盐、MBTX(主要成分为2-巯基苯并噻唑衍生物与稠环芳烃吡啶季铵盐)等，据称都具有缓蚀效率高、耐高温等特点，其中有些性能已接近国外同类水平。?
3 集输管线缓蚀剂〔16，17〕
在油田的石油、天然气输送过程中，经常会发生集输管线严重腐蚀的情况，一般的除发生全面腐蚀外，还会发生氢致开裂(HIC)和应力腐蚀开裂等局部腐蚀。虽然现代炼钢技术已经开发了一些性能优良的耐腐蚀钢材，但添加缓蚀剂仍是一项既经济又有效的途径。?
目前国内专用的集输管线缓蚀剂的品种还很少，主要的品种为有苯酚类衍生物如2，6-二叔丁基-4-二乙基氨甲基苯酚、2，4-二叔丁基-6-二乙基氨甲基苯酚、2，4-二叔丁基-6-二正丙氨甲基苯酚、2，4-二叔丁基-6-二正丁氨甲基苯酚、2，4-二叔丁基-6-二正丁氨甲基苯酚等和以两种咪唑啉衍生物和联胺为主要原料复配而成的药剂。苯酚类衍生物的分子结构中均含有N，N原子上的孤对电子易吸引溶液中的氢离子发生R3N+H+→(R3NH)+反应，形成带正电子的正离子，根据正离子理论，鎓正离子易吸附到带负电的金属表面，吸附越牢，金属发生腐蚀的能量障碍和移动障碍越大，缓蚀效率越高。对苯酚类衍生物，位于羟基对位上的N原子所连上的烷基越长，则缓蚀效果越好。?
CL-1缓蚀剂〔17〕为复配型的缓蚀剂，其能有效地阻止高含水原油集输管线地均匀腐蚀，平均缓蚀率大于90%，对阻止原油集输管线地点蚀也是有效的。?
4 钻具存放用缓蚀剂〔18，19〕
钻具的腐蚀可分为钻井过程中和地面存放过程中的腐蚀。目前有关钻具地面存放防腐技术相对于研究较多的钻井过程中的防腐技术略显薄弱〔20，21〕。钻井过程中腐蚀的原因主要有两方面，一为氧腐蚀，二为H2S腐蚀，其中氧腐蚀现象最普遍。一般靠加入除氧剂、有机酯类、磷酸盐类、胺类缓蚀剂来抑制氧地腐蚀。?
除氧剂〔24〕包括亚硫酸钠、联胺、连二硫酸盐以及亚硫酸盐和含有催化剂地除氧剂等。国外产品有OS-1、OS-1L、coat-777、coat-888等。磷酸盐类有NH4H2PO4、(NH4)2HPO4等，磷酸盐不仅能起到缓蚀作用，而且还起到阻垢剂和钻井液分散剂的作用。有机酯类是由多元醇与磷酸、焦磷酸或五氧化二磷、五硫化二磷、三氯化磷等脱水反应而成。胺类缓蚀剂已越来越多地用来控制钻具腐蚀。美国的coat-110、coat-113、coat-415等均属此类，其对少量的H2S、CO2也有抑制效果。?
地面存放钻具时腐蚀的原因主要是因为钻具在站内存放的时间较长，空气潮湿和钻具中钻井液清洗不净等原因。APNJ缓蚀剂〔18〕是水溶性成膜缓蚀剂，具有使用量少、效果明显的特点，用量为1200mg/L时，缓蚀效率可达94.52%，利用其水溶液清洗钻具后，可使钻具在潮湿大气中存放半月不生锈。试验表面，在相同条件下，缓蚀剂中加入混合成膜剂后使用，较单一剂类使用效果好，还可有效降低缓蚀剂的用量，复配缓蚀剂要具有良好的协同作用，并保证利用其水溶液清洗钻具后，可使钻具在潮湿大气中存放时间要长，并具有良好的现场使用价值。?
各种缓蚀剂使用时都面临着使用效果的实际发挥，除在一定温度、一定pH值、一定的浓度等外界因素等作用外，还应重视缓蚀剂的溶解分解性、乳化倾向性和成膜稳定性。因此，缓蚀剂的应用及研究仍是油田化学工作中的重要的一个方面。?
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