油田用有机缓蚀剂专利技术综述

陈委涛 何涛 景芋荃

摘 要：本文通过专利检索和数据统计，以涉及油田用有机缓蚀剂的国内外专利文献为基础，对油气田用有机缓蚀剂领域的专利申请信息，如申请量、国家类别、申请人情况及技术分支等进行专利分析，以期为相关企业提供有价值的参考。

关键词：有机缓蚀剂;油田;专利

中图分类号：TE983文献标识码：A文章编号：1003-5168（2018）33-0060-03

Research on Patent Technology of Organic Corrosion Inhibitor Applied in Oil Field

CHEN Weitao1 HE Tao1 JING Yuquan2

（1.Patent Examination Cooperation Sichuan Center of the Patent Office， CNIPA， Chengdu Sichuan 610213;

2.Northwest Sichuan Gas Field of Southwest Oil and Gas Field Branch， Chengdu Sichuan 610213）

Abstract： Through patent search and data analysis， based on the domestic and foreign patent documents involved in oil field organic corrosion inhibitors， the patent application information in the field of organic corrosion inhibitor in oil and gas fields was analyzed， such as application quantity， country category， applicant situation and technical branch， in order to provide valuable reference for the related enterprises.

Keywords： organic corrosion inhibitor; oil field; patent

原油的开采、处理、输送等设备会与CO2、H2S及高盐组分等长期接触而遭受腐蚀，这不仅会造成生产装置破坏和油气泄漏等经济损失，而且存在污染爆炸等安全隐患。据统计，腐蚀给我国石油工业造成的损失约占行业总产值的6%，而采取合适的防腐措施，可挽回30%～40%的损失[1]。

缓蚀剂是在腐蚀环境中用于抑制金属腐蚀的添加剂，其具有可操性强、经济效益高、見效快、整体保护等优势，已成为油气田设备最有效的防腐手段之一[2]。目前，国内外使用的有机缓蚀剂种类繁多。本文旨在通过专利检索和数据统计，对油田用有机缓蚀剂领域的专利技术信息进行梳理和总结，以期为相关企业提供有价值的参考。

1 全球专利申请情况

从1949年关于油田用缓蚀剂的第一件专利申请（US2466517）算起，全球范围内针对油田用有机缓蚀剂技术的专利申请共600余件，从申请态势上看（见图1），全球有机缓蚀剂的专利申请经历了3个主要阶段：①缓慢增长期（1949—2003年），有机缓蚀剂的申请量基本维持在个位数，但整体呈现缓慢增长的趋势，特别是进入20世纪90年代后增长趋势明显;②快速增长期（2004—2013年），专利申请进入了一个高速增长的阶段，仅2013年，申请量就有57件之多，主要是因为近10年间酸化压裂技术在油田上的广泛应用使得缓蚀剂的使用越来越受到重视;③波动下降期（2014年至今），从2014年开始，申请量开始出现波动下降，推测原因为该时期国际油价的急剧下跌，油公司减少生产和研发投入。整体来看，油田用有机缓蚀剂的专利申请受到技术发展和价格环境的影响较大。

2 国内专利申请情况

我国关于有机缓蚀剂的专利申请起步较晚，最早的专利申请出现在1993年（CN1100130A），此后的近25年间，关于油田用有机缓蚀剂的申请专利约有270件，占全球申请量的43%。从申请态势上看（见图1），直到2009年，国内关于有机缓蚀剂的申请才进入快速增长的阶段。一方面，由于国内油田开始大量使用酸化压裂技术，缓蚀剂得到了大量应用;另一方面，归功于企业专利保护意识的逐渐增强。从2013年开始，国内关于有机缓蚀剂的申请量开始明显下降，其原因主要还是受到国际油价下降趋势的影响。此外，一些新型增产手段如泡沫压裂、无水压裂等新技术的出现使得缓蚀剂不再是压裂酸化的必需添加剂。

3 专利申请国及申请人分析

对申请国和申请人的分析在很大程度上能反映不同国家的专利技术发展水平以及该领域核心技术的分布情况。由统计可知（见图2），中国和美国的专利申请量占到了总申请量的86%，具有绝对的优势，反映出我国和美国在油田用缓蚀剂领域较强的研发能力及专利保护意识，而其他各国的专利申请量整体不大。

通过对申请人的标准化处理，对油田用有机缓蚀剂相关专利的主要申请人进行排名可知（见图3），全球申请量最高的是中国石油，其次是国外的Halliburton Energy Services，其余申请人的申请量均不足50件。数据反映出有机缓蚀剂的技术基本上掌握在国内外大型石油公司手中，垄断性地位突出，对其他相关企业的竞争优势明显。

4 有机缓蚀剂的主要技术分支

作为缓蚀剂的有机化合物通常由电负性较大的N/O/S等原子为中心的极性基和C/H等原子组成的非极性基构成，能够以某种键的形式与金属表面相结合，目前的有机缓蚀剂至少有150多个基本品种[3]。

从申请内容上看，全球油田用有机缓蚀剂种类众多（见图4），不仅包括具有多个吸附中心可以产生沉淀膜、提高缓蚀效率的杂环类缓蚀剂（WO9707176A1、US6696572B2、CN103194200A），含有双键或烯酮式结构、在高温和强酸中缓蚀效果突出的曼尼希碱或希夫碱（US3932296A、CN105255469A），具有缓蚀阻垢双重功效的有机磷酸盐（WO2008122989A2、CN101230260A）等，而且一些绿色环保的缓蚀剂如糖苷（WO2007063069A2）、植物提取物（CN103881697A、WO2014070319A1）等不断出现。另外，随着腐蚀环境对缓蚀剂的性能要求越来越高，更多技术人员通过试剂之间的协同作用来增强缓蚀剂的缓蚀性能（EP878605A3、CN101565608A）。从申请量上看（见图4），缓蚀剂的专利申请主要集中在杂环类、醛酮类、有机磷酸类以及不同缓蚀剂之间的复配四大类，分别占到了申请总量的36%、12%、8%及27%。由此可见，杂环类缓蚀剂是技术研发的重点。

5 结语

压裂酸化等技术的发展使得缓蚀剂的使用日趋普遍，但缓蚀剂的研发会受到石油行情及其他新型压裂增产技术的影响。目前，有机缓蚀剂技术主要掌握在中国和美国的石油巨头公司手中，并且虽然缓蚀剂的种类众多，但杂环类有机缓蚀剂是目前研发的重点，并且随着对缓蚀效果的要求越来越高，通过复配来提高缓蚀剂的性能是今后的研发热点。

参考文献：

[1] 任呈强，周计明，刘道新.油田缓蚀剂研究现状与发展趋势[J].精细石油化工进展，2002（10）：33-37.

[2] 南粉益，杨鸿鹰，胡静，等.油田缓蚀剂的研究与展望[J].化学工程师，2012（9）：29-31.

[3] 尹成先，白真权，冯耀荣，等.油田有机缓蚀剂的研究现状和发展趋势[J].精细石油化工进展，2005（4）：40-42.