致谢 24

参考文献 25

1  绪论

    金属腐蚀是指金属与周围环境腐蚀介质之间发生化学或电化学等一系列作用而引起金属表面的变质与破坏。经济损失巨大的金属腐蚀现象在生产生活中十分普遍, 同时给社会的危害也非常巨大。防腐蚀措施最常用的方法是合理的添加适量的缓蚀剂, 少量缓蚀剂加入腐蚀环境中能够在金属表面发生物理或者化学作用, 从而显著降低对金属材料的腐蚀，进而达到缓蚀的目的。使用缓蚀剂的方法具有经济、适应性强等优点,也不需要用到特殊的设备，因此被广泛应用于工业如酸洗、冷却水系统、金属制品的储运油气井、酸化、油田注水等各过程中。

    在石油化工中，油田上引起金属腐蚀最主要的是由酸化引起的 [1]，此外还有： 、 、酸洗等等。由于油田开发当中，常常会遇到岩石胶结物和堵塞物等阻碍生产的情况，此时就需要酸化即通过酸液对其进行溶解，使得地层孔隙和裂缝的渗透率恢复和提高，这也是油气井增产的一项很有效措施。然而众所周知酸液对金属具有强烈的腐蚀作用，特别是在高温下使用，高浓度酸液腐蚀能力极强。因此一定量酸化缓蚀剂的添加以抑制酸液对酸化作业的设备、管柱等的腐蚀是至关重要的。 

目前高温酸化缓蚀剂的主流产品是：以醛酮胺缩合为主剂的复配体系和以吡啶，喹啉复合季铵盐为主剂的复配体系。其中季铵盐因溶解性较好、毒性小、使用方便同时还具有杀菌作用而具有广阔的应用前景。

1.1  腐蚀概况 

在周围腐蚀环境的介质中，金属表面发生化学及电化学作用而遭受破坏，定义为金属腐蚀。金属在腐蚀过程中，金属单质被氧化形成化合物而发生化学变化。金属表面与介质如气体或非电解质液体等因发生化学作用而引起的腐蚀，叫做化学腐蚀。金属的氧化和氧化剂的还原在时间或空间上是一起发生的，金属原子上的电子是直接转移到接受体的，而不是分开独立进行的共轭电化学反应，因此化学腐蚀作用进行时没有电流产生。电化学腐蚀是指金属表面与腐蚀介质接触时，因形成微电池而腐蚀电化学作用而引起的腐蚀。纯化学腐蚀机理与其腐蚀机理相比，有一可区分的差别：电化学腐蚀时，腐蚀介质与金属具有可分为两个独立共轭反应的相互作用 [2]。日常生活生产当中最常见的腐蚀还要属于电化学腐蚀，例如绝大多数金属腐蚀。

电化学腐蚀广泛的存在于油井酸化时遇到的腐蚀，因介质中酸溶液的存在和钢铁表面结构不均匀，因此形成许多微电池，进而引起钢铁腐蚀。微电池的电极反应可表示为：

    微电极阳极反应:源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

  Fe-2e→Fe2+               (1-1)

    微电极阴极反应:

  2H++2e→H2↑              (1-2)

    总反应:

    Fe+2H+= Fe2++ H2↑           (1-3)

从上述电极反应而得出的腐蚀机理中可以看出，防止腐蚀的重点应在以下几点：（1）使钢的表面形成一层钝化膜：稳定、覆盖度高、与金属表面结合牢固；（2）改善缓蚀环境和金属本质，将原电池数量尽可能减少；（3）当金属产生原电池时，将两极间的电极电位差尽可能减少。

1.2  缓蚀剂概述

    金属防腐蚀的方法很多，主要包括：[4] 

（1）加强金属耐蚀