油氣藏改造酸化用緩蝕劑研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展方向

劉博祥，許可，方波，盧擁軍，高航，林海，邱曉惠，劉世鐸，張成娟，王皓霽

(1.上海市多相結(jié)構(gòu)材料化學(xué)工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 華東理工大學(xué) 化工學(xué)院，上海 200237;2.中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083；3.中國石油青海油田鉆采工藝研究院，甘肅 敦煌 736202；4.中國石油集團(tuán)川慶鉆探工程有限公司井下作業(yè)公司，四川 成都 610015)

油氣藏儲(chǔ)層改造酸化(酸壓)技術(shù)是向油氣井中常規(guī)注入或高于破裂壓力注入酸液體系，增加油氣滲流通道，提高產(chǎn)能。但由于油氣開采過程中使用的地面和地下設(shè)備基本上采用金屬材質(zhì)，容易受到酸液體系的腐蝕，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全事故。利用防腐材質(zhì)或防酸涂層制成的設(shè)備成本過高，在石油開采過程中大大增加作業(yè)成本，因此向酸液體系中加入緩蝕劑，能夠在金屬表面形成一層或多層保護(hù)膜，起到阻斷酸和金屬接觸的作用，降低腐蝕速率，保護(hù)金屬材質(zhì)，保證酸化(酸壓)技術(shù)順利實(shí)施。

本文綜述了緩蝕劑作用機(jī)理、配方優(yōu)化、緩蝕劑類型、國內(nèi)外緩蝕劑研究現(xiàn)狀。針對現(xiàn)有的緩蝕劑對環(huán)境污染和生物危害較大，提出未來緩蝕劑發(fā)展方向是“綠色、環(huán)保、低毒、高效”。

1 緩蝕劑作用機(jī)理

酸腐蝕鐵等金屬發(fā)生析氫腐蝕的陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)。在陰極，活性金屬如鐵會(huì)失去電子，變成二價(jià)鐵離子，溶解到溶液中；在陽極，溶液中的氫離子會(huì)得到電子變成氫氣釋放出來。緩蝕的機(jī)理主要分為幾何覆蓋效應(yīng)型機(jī)理和負(fù)催化效應(yīng)型機(jī)理。負(fù)催化效應(yīng)型是添加的緩蝕劑負(fù)催化鐵等金屬與酸的陽極或陰極反應(yīng)，降低反應(yīng)速率，達(dá)到緩蝕效果，但是一般應(yīng)用起來難度較大，且可能會(huì)影響酸化增產(chǎn)效果。幾何覆蓋性型主要是緩蝕劑分子在金屬表面吸附成膜，減少金屬與酸的接觸降低腐蝕速率，從而達(dá)到緩蝕的效果[1]。有機(jī)化合物吸附在金屬表面主要有3種類型：(1)緩蝕劑帶電分子與金屬表面的靜電吸引；(2)緩蝕劑中孤對電子與金屬表面的相互作用；(3)共軛鍵(如π鍵)與金屬表面的相互作用[2]。

緩蝕劑與金屬之間的吸附分為物理吸附、化學(xué)吸附和π鍵吸附[3]。緩蝕劑主要是一類含有O、N、S、P的有機(jī)化合物，此類化合物的中心原子含有孤對電子，它們與酸中的氫離子結(jié)合形成陽離子，陽離子因范德華力吸附在金屬表面的吸附叫物理吸附。鐵原子有dsp空軌道，緩蝕劑上的孤對電子與d軌道相互作用形成配位鍵即為化學(xué)吸附。同樣的，緩蝕劑分子中的π鍵也是富含電子的體系，容易與dsp空軌道相互作用，形成吸附。緩蝕劑的緩蝕率隨緩蝕劑濃度的增大而增大，隨溫度的升高而降低，但是也有一些特殊情況,Quraishi等[4]發(fā)現(xiàn)2，4-二辛胺基苯胺(DCAP)的緩蝕率隨浸泡時(shí)間的增長而降低。

2 緩蝕劑配方優(yōu)化

單一的有機(jī)化合物緩蝕劑活性分子無法達(dá)到在高溫、強(qiáng)酸等惡劣條件下依然具備優(yōu)良緩蝕效果的要求，因此除了緩蝕活性分子外，還要復(fù)配增效劑、溶劑、表面活性劑、助溶劑等，形成緩蝕劑體系以來滿足油井勘探現(xiàn)場要求[5]。對于緩蝕劑配方需要滿足在24～72 h內(nèi)具有良好的穩(wěn)定性，保質(zhì)期為1年， 在使用的溫度下為液態(tài)，與硫化氫具有兼容性，使用的溫度和壓力范圍要盡可能大，除此之外還應(yīng)該考慮成本、環(huán)保、安全、技術(shù)要求等因素。

用于緩蝕劑體系的溶劑，因其使用量較大，成本是其優(yōu)先考慮因素。同時(shí)，溶劑作為有機(jī)物還應(yīng)該考慮其可燃性和生物毒性、環(huán)境毒性等問題。

緩蝕劑體系中的表面活性劑可以提高緩蝕劑分子在酸溶液中的分散性，同時(shí)有些表面活性劑本身也是緩蝕劑活性分子。Mostafa H Sliem等[6]合成含26個(gè)碳原子長鏈同時(shí)含醚鍵和羥基的表面活性劑分子AEO7。AEO7加量為40 μmol/L時(shí)，在20～50 ℃，0.5 mol/L鹽酸溶液中，緩蝕率η=87.4%，若再復(fù)配1×10-3mol/L碘化鉀，在同樣條件下緩蝕率η=99.2%。常用的表面活性劑還有正十二烷基溴化吡啶，乙氧基化線性醇、烷基酚乙氧基化物和壬基酚乙氧基化物(該物質(zhì)有一定毒性)等。

增效劑在緩蝕過程中作用機(jī)理復(fù)雜，加入增效劑后可以顯著提高緩蝕率，降低腐蝕速率，同時(shí)提高緩蝕劑體系的使用溫度。常用的增效劑有：KI、CuI、CuCl、Sb2O3、鉍鹽、銻鹽、SnCl2、As3+、Cr6+、Ni2+、Hg2+、MgCl2、鈣鹽等[5]。但是銻鹽的毒性較大，可以考慮有毒性較小的鉍鹽代替。出于經(jīng)濟(jì)考量，金屬離子增效劑的濃度最多應(yīng)當(dāng)占總酸濃度的1%～1.5%。

此外在緩蝕劑體系中還需加入一些其他添加劑，包括鐵控制劑、潤濕劑、抗污泥劑、非乳化劑、穩(wěn)定劑和粘彈性劑等。鐵控制劑包括：赤蘚酸、EDTA、HEDTA、DTPA等。穩(wěn)定劑包括：芳香胺、脂肪族胺以及雜環(huán)胺如氨基苯酚、苯胺、氯苯胺、甲苯胺、二苯胺、吡啶、烷基吡啶、正辛胺等。粘彈性劑在低pH情況下粘度很低，在中等pH情況下對系統(tǒng)進(jìn)行凝膠,塞住已經(jīng)產(chǎn)生的通道和裂縫，使酸去作用未處理的地方[5]。

3 國內(nèi)外酸化緩蝕劑研究現(xiàn)狀

緩蝕劑可分為無機(jī)緩蝕劑和有機(jī)緩蝕劑。其中無機(jī)緩蝕劑主要運(yùn)用于中性或偏堿性介質(zhì)中，屬于陽極抑制型緩蝕劑如砷酸，在早期運(yùn)用于石油開采過程，但砷化合物在酸中容易產(chǎn)生砷氣體，對人體有很大毒性。有機(jī)緩蝕劑包括曼尼希堿類緩蝕劑、咪唑啉類緩蝕劑、炔醇類、吡啶季銨鹽型緩蝕劑、喹啉季銨鹽型緩蝕劑等。單一的緩蝕劑活性分子的緩蝕性能不能滿足要求時(shí)，一般會(huì)復(fù)配增效劑等添加物，得到緩蝕劑體系。接下來介紹幾種類型的緩蝕劑。

3.1 季銨鹽類緩蝕劑

季銨鹽型緩蝕劑包括吡啶季銨鹽、喹啉季銨鹽、曼尼希堿季銨鹽等。主要含N雜環(huán)化合物進(jìn)行季銨化反應(yīng)得到的緩蝕劑活性分子。作為一種離子型鹽，季銨鹽類緩蝕劑具有優(yōu)良的耐高溫性能，因此對一些含N有機(jī)化合物進(jìn)行季銨化處理是提高其耐高溫性能的一種改性方法。同時(shí)季銨鹽性緩蝕劑無特殊刺激性氣味、低毒性也是其能推廣使用的優(yōu)勢。

李杰等[7]利用十二烷基二甲基叔胺、乙二胺和環(huán)氧氯丙烷合成季銨鹽型酸化緩蝕劑QS-12,運(yùn)用該緩蝕劑濃度為15 mg/L時(shí)，在1 mol/L的鹽酸溶液中測得N80碳鋼的緩釋效率可達(dá)90%。

王虎等[8]用喹啉與氯化芐反應(yīng)得到暗紅色粘稠狀液體喹啉季銨鹽，并分別與三氧化二銻、碘化銅和硫酸鎳復(fù)配，對N80碳素鋼在140 ℃，20%鹽酸溶液中，2%喹啉季銨鹽和0.5%三氧化二銻配伍效果最好，腐蝕速率K=18.01 g/(m2·h)，緩蝕率η=99.05%。

王業(yè)飛等[9]分別利用喹啉與氯化芐和2-氯代苯乙酮反應(yīng)分別合成氯化芐基喹啉(BQC)和新型的氯化苯甲酰甲基喹啉(PCQ),在PCQ加量為1%時(shí)，在90 ℃，15%鹽酸溶液中，對N80碳素鋼腐蝕速率K=69.16 g/(m2·h)，緩蝕率η=94.24%。將BQC和PCQ分別與炔丙醇和碘化鉀進(jìn)行復(fù)配，綜合考慮最優(yōu)的復(fù)配比例是0.5%PCQ+0.5%PA，在同樣條件下腐蝕速率K=1.39 g/(m2·h)，緩蝕率η=99.88%。

楊曉燕等[10]利用苯甲胺、環(huán)氧氯丙烷、1-溴代十二烷和喹啉為原料，通過開環(huán)反應(yīng)和季銨化反應(yīng)合成1-(3-(芐基氨基)-2-羥丙基)喹啉-1-氯化銨(BZ-1-KL)和1-(3-(芐基(十二烷基)氨基)-2-羥丙基)喹啉-1-氯化銨(BZ-N-KL)兩種季銨鹽型緩蝕劑，當(dāng)緩蝕劑加量為1%時(shí)，在60 ℃，15%鹽酸溶液情況下，對P110鋼浸泡4 h，BZ-1-KL的腐蝕速率K=4.97 g/(m2·h)，緩蝕率η=93.10%，BZ-N-KL的腐蝕速率K=4.67 g/(m2·h)，緩蝕率η=93.51%。這兩種緩蝕劑都服從Langmuir等溫吸附，吸附類型為以化學(xué)吸附為主的混合吸附。

李暉等[11]以曼尼希堿季銨鹽和喹啉季銨鹽復(fù)配作為主劑，再復(fù)配其他增效劑和助溶劑，完成復(fù)合緩蝕劑XAI-180，XAI-180加量為5%時(shí)，在180 ℃，20%鹽酸的條件下，N80碳素鋼浸泡4 h，腐蝕速率K=70 g/(m2·h)，XAI-180是既控制陰極又控制陽極的混合控制型緩蝕劑。

李玲杰等[12]利用4-甲基吡啶和氯化芐合成吡啶季銨鹽，再復(fù)配增效劑、增溶劑得到復(fù)配型高溫酸化緩蝕劑GC-203。GC-203加量為4%～5%時(shí)，在180 ℃，20%鹽酸溶液情況下，N80碳素鋼浸泡4 h,腐蝕速率K=25.35 g/(m2·h)，符合行業(yè)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。該型緩蝕劑為陽極控制型緩蝕劑，能在碳素鋼表面形成內(nèi)層金屬氧化膜和外層緩蝕劑吸附膜雙層膜結(jié)構(gòu)。

李軍等[13]利用吡啶氨基鈉合成2-氨基吡啶，再與氯化芐反應(yīng)生成吡啶季銨鹽，該吡啶季銨鹽與丙炔醇、無水乙醇、甲酸和肉桂醛進(jìn)行復(fù)配得到酸化緩蝕劑，并且調(diào)節(jié)各成分的比例可以得到在不同溫度情況下使用的緩蝕劑配方。

侯雯雯等[14]以氟碳咪唑啉季銨鹽為主劑制備耐高溫緩蝕劑SD-820，該緩蝕劑在90～140 ℃下，可使酸化過程中鹽酸對N80碳素鋼的緩蝕速率緩慢降低。SD-820加量為3%時(shí)，在140 ℃，20%鹽酸溶液中，N80碳素鋼浸泡4 h,測得腐蝕速率K=15.62 g/(m2·h)，符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

趙文娜等[15]以曼尼希堿季銨鹽和喹啉季銨鹽復(fù)配作為主劑，加入一定量的增效劑得到耐高溫酸化緩蝕劑GC-203L。GC-203L在15%～20%鹽酸溶液和12%HCl+3%HF混合的土酸溶液中都有很好的緩蝕效果，耐溫達(dá)180 ℃。

鄭云香等[16]利用喹啉和1,3-二氯-2-丙醇合成一種含羥基雙季銨鹽酸化緩蝕劑BQ-1,未加增效劑的情況下，在BQ-1加量為5 mmol/L時(shí)，在90 ℃，15%鹽酸溶液情況下，N80碳素鋼浸泡4 h，緩蝕率達(dá)96%以上。BQ-1在N80碳素鋼表面符合Langmuir等溫吸附模型，且BQ-1是一種混合控制型緩蝕劑。

劉祥等[17]用芐基氯化喹啉季銨鹽、2-苯甲酰基-3-羥基-1-丙烯、曼尼希堿和平平加復(fù)配得到多元酸化緩蝕劑。該緩蝕劑加量1%時(shí)，在90 ℃，20%鹽酸溶液條件下，腐蝕速率K=1.715 2 g/(m2·h)。該緩釋劑符合Langmuir等溫吸附模型，是一種以化學(xué)吸附為主的混合抑制型緩蝕劑。

張朔等[18]利用3-甲基吡啶和氯化芐合成吡啶季銨鹽，復(fù)配增效劑和表面活性劑(主要為氧化銻、碘化鉀和OP-10)得到緩蝕劑HTCI-2。HTCI-2加量4.5%時(shí)，在180 ℃，20%鹽酸溶液條件下，N80碳素鋼浸泡4 h,測得腐蝕速率K=38.1 g/(m2·h)。上述條件將20%鹽酸換成土酸(12%HCl+3%HF)測得腐蝕速率K=39.6 g/(m2·h)。

張朔等[19]另一篇文獻(xiàn)中，將吡啶季銨鹽與炔醇和碘化鉀進(jìn)行復(fù)配，得到HTCI-1，HTCI-1加量為3%，在160 ℃，20%鹽酸溶液中，N80碳素鋼浸泡4 h， 測得腐蝕速率K=24.53 g/(m2·h)。將20%鹽酸溶液換成土酸(12%HCl+3%HF)測得腐蝕速率K=23.72 g/(m2·h)。

3.2 曼尼希堿類緩蝕劑

曼尼希堿是通過醛、酮和胺進(jìn)行不對稱縮合的Mannich反應(yīng)制得。通過醛、酮和胺的結(jié)構(gòu)不同可以設(shè)計(jì)不同的曼尼希堿結(jié)構(gòu)，以來提高緩蝕劑的緩蝕性能。同時(shí)醛、酮和胺的原料來源廣泛，可以通過自然提取物分離獲得。曼尼希堿抗溫性能良好，復(fù)配增效劑后可以大大提高其抗溫性能，且曼尼希堿分子結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是一種性能優(yōu)良的酸化緩蝕劑。

胡閃等[20]利用苯甲醛、苯乙酮和氨基硫脲合成一種曼尼希堿，該曼尼希堿加量為1%時(shí)，在60 ℃，10%鹽酸溶液的情況下，對N80碳鋼的腐蝕速度K=0.627 4 g/(m2·h)，緩蝕率達(dá)到98%以上。同時(shí)，該曼尼希堿的吸附符合Langmuir等溫吸附。

趙太萍等[21]利用甲醛、二乙烯三胺和環(huán)己酮在pH=4，溫度為70 ℃情況下，兩步法合成雙曼尼希堿。用10%的該雙曼尼希堿為主劑復(fù)配9%BAA，4%OP-10和6%不飽和醇得到緩蝕劑。當(dāng)該緩釋劑加量為1%時(shí)，在90 ℃，15%鹽酸溶液的情況下，N80碳素鋼在4 h內(nèi)的腐蝕速率為3.2 g/(m2·h)，符合一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

郭文姝等[22]利用咪唑啉衍生物IMTO合成曼尼希堿IMTOM，IMTOM濃度為3 g/L時(shí)，在60 ℃，36%鹽酸溶液情況下，10鋼浸泡4 h，通過失重法測得腐蝕速率K=0.42 g/(m2·h)，緩蝕率η=97.82%。IMTOM屬于陽極型緩蝕劑，服從Langmuir等溫吸附。在同樣實(shí)驗(yàn)條件下測試咪唑啉衍生物IMTO的K=1.19 g/(m2·h)，η=78.13%。

李家峰等[23]以咪唑啉作為胺源，同苯甲醛和環(huán)己酮反應(yīng)合成曼尼希堿，該曼尼希堿利用氯化芐進(jìn)行季銨化改性后分別與丙炔醇、烏洛托品、硫脲、碘化鉀進(jìn)行復(fù)配得到緩蝕劑IMQ。緩蝕劑加量為0.5%，在60 ℃，15%鹽酸情況下，對N80碳鋼浸泡4 h，綜合考慮顯示44.7%IMQ與0.3%KI復(fù)配效果最好，腐蝕速率K=0.536 g/(m2·h)，緩蝕率η=95.84%。

陳軍等[24]利用有機(jī)胺、甲醛和芳香酮合成曼尼希堿PA-CI，文章測試了緩蝕劑加量為1%，在不同溫度下，在20%鹽酸溶液中N80碳酸鋼的腐蝕速率，90 ℃時(shí)，腐蝕速率K=2.85 g/(m2·h)。

呂祥鴻等[25]用苯乙酮、芐胺和十二醛合成曼尼希堿ZJ-1，用苯乙酮、芐胺和苯甲醛合成曼尼希堿ZJ-2，在緩蝕劑加量為10 mg/L，60 ℃，1 mol/L的NaCl+CO2環(huán)境中，對P110鋼ZJ-1緩蝕效果更好，緩蝕率達(dá)92.06%。

王遠(yuǎn)等[26]合成13Cr管材專用超高溫酸化緩蝕劑TG201-II型緩蝕劑，該緩釋劑體系中的曼尼希堿中的氧原子和氮原子可以與鐵原子形成絡(luò)合物，降低腐蝕速率。在160 ℃，12%HCl+3%HF的條件下，13Cr管材浸泡4 h的腐蝕速率K=26.00 g/(m2·h)， 文中未標(biāo)明緩蝕劑的用量。

劉祥等[27]以曼尼希堿、共軛烯醇(2-苯甲?；?3-羥基-1-丙烯，BAA)和增效劑(丁炔二醇)復(fù)配出不含炔丙醇的環(huán)保型酸化緩蝕劑MCA-I。MXA-I加量為1%，在90 ℃，20%鹽酸溶液條件下，N80碳素鋼浸泡4 h的腐蝕速率K=1.076 5 g/(m2·h)，緩蝕率η=99.8%，該緩釋劑為抑制陽極為主的混合型緩蝕劑。

田發(fā)國等[28]利用甲醛、苯乙酮和乙二胺合成曼尼希堿，再加入氯化芐反應(yīng)得到一種油井高溫酸化緩蝕劑SYB。通過測試，在90 ℃，20%鹽酸環(huán)境中推薦使用濃度為1%～1.5%。

3.3 其他類型緩蝕劑

除了上述季銨鹽型緩蝕劑和曼尼希堿外還有以下幾類緩蝕劑：

高統(tǒng)海等[29]利用乙二胺和芳香醛，合成Schiff堿乙二胺雙縮肉桂醛(NDCE)、乙二胺雙縮苯甲醛(NDBE)、乙二胺雙縮水楊酸(NDSE)和乙二胺雙縮對甲胺基苯甲醛(NDDE)。同時(shí)失重法測試結(jié)果顯示NDCE的緩釋效果最好，在NDCE加量為0.75%，在90 ℃，15%鹽酸溶液條件下，N80碳素鋼浸泡4 h，緩蝕率為99.17%。NDCE的吸附符合Langmuir等溫吸附模型，是一種混合控制型酸性緩蝕劑。

李小可等[30]利用硫脲、多乙烯多胺和油酸合成油酸硫脲基咪唑啉，并復(fù)配表面活性劑、吡啶、醛和炔醇，得到緩蝕劑LX-1。當(dāng)緩蝕劑加量大于0.6%時(shí)，在90 ℃，20%鹽酸溶液中，N80碳素鋼浸泡4 h,測得緩蝕率達(dá)95%，腐蝕速率K=0.015 mm/a。

Ahmed A Al-Amiery[31]利用1,9-壬二酸和肼合成壬二酸二酰肼，是一種綠色緩蝕劑，分子中的O原子和N原子上的孤對電子可以和Fe原子上的dsp空軌道相互作用形成配位鍵,從而形成吸附。在30～60 ℃，1 mol/L鹽酸溶液環(huán)境中，測得最佳緩蝕劑濃度為5×10-3mol/L，最大緩蝕率η=93.31%，此時(shí)溫度為30 ℃。該緩釋劑在碳素鋼表面的吸附符合Langmuir等溫吸附模型，是一種混合型緩蝕劑。

Ikenna B Onyeachu等[32]研究2-(2-吡啶基)苯并咪唑(2PB)對防止CO2腐蝕API X60鋼的影響，同時(shí)考慮2PB和硫代巴比妥酸(TBA)復(fù)配對緩蝕率的影響。實(shí)驗(yàn)測得，2.56 mmol/L 2PB緩蝕率為88.3%，加入0.14 mmol/L TBA后緩蝕率顯著提高到95.6%。

I B Obot等[33]研究了苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑和2-巰基苯并咪唑。通過實(shí)驗(yàn)測得2-巰基苯并咪唑的緩蝕效果最好，苯并咪唑的緩蝕效果最差。

Priyanka Singh等[34]利用丙二腈、對二苯甲醛和乙酰乙酸乙酯在乙醇中以CeCl3·7H2O為催化劑，分別加入肼和苯肼一鍋法合成兩種雙吡喃吡唑BP-1，BP-2。吡喃吡唑作為一種生物可降解化合物，應(yīng)用到緩蝕劑方面有很大優(yōu)勢。BP-1，BP-2加量都為1.72×10-4mol時(shí)，在35 ℃，1 mol/L鹽酸溶液中，BP-1的腐蝕速率K=0.20 mg/(cm2·h)，緩蝕率η=96.02%，BP-2的腐蝕速率K=0.10 mg/(cm2·h)，緩蝕率η=98.01%。

Fatma Kandemirli等[35]利用量子化學(xué)計(jì)算的方法，理論計(jì)算酰胺類和縮氨基硫脲作為緩蝕劑的緩蝕性能。利用量子化學(xué)進(jìn)行理論計(jì)算可以對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)測，同時(shí)利用實(shí)驗(yàn)測得的數(shù)據(jù)可以反過來對理論計(jì)算的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和校正。

以上的緩蝕劑各有優(yōu)缺點(diǎn)，但是普遍具有一定毒性，或者累積在環(huán)境和生物體內(nèi)，最終危害人類的安全。找到毒性低、緩蝕性能好、成本低、安全性能高的緩蝕劑是未來的研究方向。

4 緩蝕劑的未來發(fā)展方向——綠色環(huán)保低毒

大多數(shù)緩蝕效果顯著的緩蝕劑最近被發(fā)現(xiàn)是致癌的且對環(huán)境影響較大[36]。根據(jù)緩蝕劑作用機(jī)理，和緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)特征，原本存在于自然界的一些物質(zhì)同樣也可以起到降低腐蝕速率的作用。此類物質(zhì)可生物降解，對環(huán)境影響有限，且可以從自然界直接獲取或進(jìn)行簡單加工后制取，成本較低。但是植物提取物受季節(jié)等因素影響較大，動(dòng)物提取物的收獲周期較長。微藻和細(xì)菌等提取物相對具有一定優(yōu)勢。

Moses M Solomon等[37]提取右旋糖酐，即葡萄聚糖作為緩蝕劑，右旋糖酐分子量在100 000～200 000 g/mol。 右旋糖酐加量為1 000 mg/L，在25 ℃，15%硫酸溶液中，對St32-7鋼的緩蝕率η=51.38%。復(fù)配銀納米粒子1 mmol/L,緩蝕率可以增加到86.82%，復(fù)配1 mmol/L碘化鉀,緩蝕率可以達(dá)到94.21%。復(fù)配了碘化鉀的右旋糖酐在60 ℃ 情況下，其他條件不變，緩蝕率可達(dá)99.4%。

Anwesha Khanra等[38]從微藻中提取出9,12,15-十八碳三烯酸、9,12-十八碳二烯酸和十六酸。微藻提取物加量為36 mg/L時(shí)，在室溫下，在1 mol/L 鹽酸溶液中，低碳鋼浸泡3 h,緩蝕率達(dá)到95.1%。除此之外，微藻油中還包含三甘油酯、飽和或不飽和雙鍵的游離脂肪酸、脂肪酸甲酯、脂肪醇和脂肪胺等。

氨基酸中既含有N原子也含有O原子，同時(shí)存在p-π共軛，若使用氨基酸為原料進(jìn)行反應(yīng)獲得的產(chǎn)物也應(yīng)該具有一定的緩蝕效果。Jiyaul Haque等[39]利用絲氨酸和蛋氨酸分別與甲醛和乙二醛在乙酸環(huán)境中，在50 ℃下反應(yīng)3 h獲得咪唑兩性離子Z-1和Z-2。Z-1是含羥基兩性離子，Z-2是含硫兩性離子。在30 ℃，1 mol/L鹽酸環(huán)境中，Z-1加量為150.4 μmol/L 時(shí)，緩蝕率η=94.86%；Z-2加量為6.01 μmol/L時(shí)，緩蝕率η=94.59%。當(dāng)溫度升至60 ℃時(shí)，兩種緩蝕劑的緩蝕率都在75%左右。

Matjaz Finsgar等[40]利用甲基磺酸(MSA)代替鹽酸，甲基磺酸的pKa=-1.9，沒有氧化或還原有機(jī)化合物的傾向，低蒸氣壓、高沸點(diǎn)、無味、低毒，甲基磺酸鹽有很高的溶解性，且MSA本身在自然界中就存在，28 d可生物降解；或者找到一種酸只和碳酸鹽等反應(yīng)，不和金屬反應(yīng)。

天然提取物雖有緩蝕效果，但是對于高溫、高壓、強(qiáng)酸環(huán)境下的緩蝕具有一定局限性。可對天然提取物進(jìn)行改性，增強(qiáng)其耐高溫、耐高壓、耐酸、耐鹽等綜合性能，同時(shí)還應(yīng)考慮改性成本、產(chǎn)物毒性、過程產(chǎn)率等因素。

5 總結(jié)與展望

近些年來國外緩蝕劑發(fā)展方向已經(jīng)朝著低毒、綠色、環(huán)保等生物環(huán)境友好型方向發(fā)展，國內(nèi)緩蝕劑主要針對高溫儲(chǔ)層，開發(fā)耐高溫酸化緩蝕劑體系，目前耐溫已經(jīng)達(dá)到180 ℃以上，但是考慮到油田現(xiàn)場使用成本，復(fù)配過多的增效劑無疑會(huì)帶來效益的降低，不利于大規(guī)模應(yīng)用。國外探索使用生物提取物和無毒有機(jī)酸作為緩蝕劑，在高溫、高壓環(huán)境中的緩蝕性能也具備較高性能。如何開發(fā)低毒、綠色、環(huán)保、高效的酸化緩蝕劑是一項(xiàng)重要的課題，降低增效劑的用量，擴(kuò)大緩蝕劑制備原料的來源，降本增效是緩蝕劑能否廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵。

目前緩蝕劑緩蝕作用機(jī)理方面研究的還不深入，限制了緩蝕劑高效開發(fā)。深化研究和理論分析緩蝕過程機(jī)理以此來開發(fā)新的緩蝕劑體系，指導(dǎo)實(shí)踐過程也是未來緩蝕劑發(fā)展的重要方向。