[发明专利]缓蚀剂组合物和缓蚀剂及其应用和金属构件防腐蚀方法

说明书

本发明提供了一种缓蚀剂组合物，含有式I所示的咪唑啉季铵盐和非离子‑阴离子型表面活性剂，以该缓蚀剂组合物的总量为基准，咪唑啉季铵盐的含量为50‑90重量%，非离子‑阴离子型表面活性剂的含量为10‑50重量%。本发明还提供了一种缓蚀剂及其应用。本发明进一步提供了一种与高矿化度的含水混合物接触的金属构件防腐蚀方法，包括将本发明的缓蚀剂添加到所述含水混合物中。本发明的缓蚀剂即使不再添加其它助剂，对于高含盐并含CO₂的油井采出液和油田回注水也具有良好的缓蚀效果，能够明显降低腐蚀速率。并且，本发明的缓蚀剂中的各组分的来源广泛并基本无毒，适于大范围使用。

技术领域

本发明涉及一种缓蚀剂组合物，本发明还涉及一种缓蚀剂及其应用，本发明进一步涉及一种金属构件防腐蚀方法。

背景技术

目前，我国陆地油田有相当一部分已进入注水开采的中后期，油井综合含水不断上升，产出水矿化度较高，同时伴有大量侵蚀性物质。受这些综合因素的影响，在油气井注水开发和集输过程中，从油水井地下管柱到地面管道和储罐及各种工艺设备都会遭到腐蚀，造成巨大的经济损失，严重的还会造成灾难性事故和环境污染，严重影响油田的生产开发。

国外在油田集输系统设备和管道内所采取的防腐措施90%以上依赖于缓蚀剂。早期主要应用成膜型缓蚀剂。此类缓蚀剂主要是无机物（如铬酸盐和/或亚硝酸盐），应用于采油环境为中性介质的油井。这些缓蚀剂往往用量较大，可行性差，而且当缓蚀剂用量不足时反而会导致严重的局部腐蚀，并且一般都有毒，所以近年对成膜型缓蚀剂的研究逐渐减少。

1949年，US2466517公开了含有有机含氮咪唑啉及其衍生物的抗CO₂腐蚀的油田缓蚀剂。之后，以咪唑啉及衍生物为主的缓蚀剂得到大量的研究与应用。近年来用于油气水输送管道和设备的缓蚀剂产品很多，主要包括吡啶类化合物、脂肪胺盐类化合物、季铵盐类化合物、氮杂环类化合物、咪唑啉类化合物和松香胺衍生物等。同时低毒无污染、适应不同条件、一剂多效的缓蚀技术的研究也越来越引起重视。

目前国内对油田集输系统用缓蚀剂的研究，虽与国外有一定差距，但也研究开发了包括有机胺、有机胺盐、季铵盐、磷酸酯、酰胺和咪唑啉等含氮、磷、硫的缓蚀剂，部分解决了油井采出液处理和注入水系统的腐蚀问题。但是，这些缓蚀剂对高含盐采出液的防腐效果较差，现场应用效果不理想，这类油田管道的腐蚀穿孔已成为油田正常生产遇到的一个技术难题。

因此，对于像塔河油田、中原油田等采出液高含盐同时油井含CO₂的地面集输和采出油井的腐蚀保护的研究还需要进一步加强。

CN101654303A公开了一种用于油田复杂污水的缓蚀剂，该缓蚀剂由咪唑啉氯乙酸盐和炔氧甲基胺季铵盐复配而成，其中，咪唑啉氯乙酸盐和炔氧甲基季铵盐的质量比为0.5-2，咪唑啉氯乙酸盐的结构如下所示，

炔氧甲基季铵盐的结构如下所示，

CN1277240A公开了一种油田用新型抗二氧化碳腐蚀缓蚀剂，该缓蚀剂包括25-40重量%咪唑啉含硫衍生物、20-30重量%烷基磷酸酯、5-15重量%炔醇、10-20重量%非离子表面活性剂以及20-30重量%溶剂，其中，咪唑啉含硫衍生物的结构通式为：

式中，R₁为C₁-C₂₀烷基或烯基，R₂、R₃为C₀-C₅烷基或烯基；

烷基磷酸酯的结构通式为：