油田用有機緩蝕劑專利技術(shù)綜述

陳委濤 何濤 景芋荃

摘 要：本文通過專利檢索和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，以涉及油田用有機緩蝕劑的國內(nèi)外專利文獻為基礎(chǔ)，對油氣田用有機緩蝕劑領(lǐng)域的專利申請信息，如申請量、國家類別、申請人情況及技術(shù)分支等進行專利分析，以期為相關(guān)企業(yè)提供有價值的參考。

關(guān)鍵詞：有機緩蝕劑;油田;專利

中圖分類號：TE983文獻標識碼：A文章編號：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

原油的開采、處理、輸送等設(shè)備會與CO2、H2S及高鹽組分等長期接觸而遭受腐蝕，這不僅會造成生產(chǎn)裝置破壞和油氣泄漏等經(jīng)濟損失，而且存在污染爆炸等安全隱患。據(jù)統(tǒng)計，腐蝕給我國石油工業(yè)造成的損失約占行業(yè)總產(chǎn)值的6%，而采取合適的防腐措施，可挽回30%～40%的損失[1]。

緩蝕劑是在腐蝕環(huán)境中用于抑制金屬腐蝕的添加劑，其具有可操性強、經(jīng)濟效益高、見效快、整體保護等優(yōu)勢，已成為油氣田設(shè)備最有效的防腐手段之一[2]。目前，國內(nèi)外使用的有機緩蝕劑種類繁多。本文旨在通過專利檢索和數(shù)據(jù)統(tǒng)計，對油田用有機緩蝕劑領(lǐng)域的專利技術(shù)信息進行梳理和總結(jié)，以期為相關(guān)企業(yè)提供有價值的參考。

1 全球?qū)＠暾埱闆r

從1949年關(guān)于油田用緩蝕劑的第一件專利申請（US2466517）算起，全球范圍內(nèi)針對油田用有機緩蝕劑技術(shù)的專利申請共600余件，從申請態(tài)勢上看（見圖1），全球有機緩蝕劑的專利申請經(jīng)歷了3個主要階段：①緩慢增長期（1949—2003年），有機緩蝕劑的申請量基本維持在個位數(shù)，但整體呈現(xiàn)緩慢增長的趨勢，特別是進入20世紀90年代后增長趨勢明顯;②快速增長期（2004—2013年），專利申請進入了一個高速增長的階段，僅2013年，申請量就有57件之多，主要是因為近10年間酸化壓裂技術(shù)在油田上的廣泛應(yīng)用使得緩蝕劑的使用越來越受到重視;③波動下降期（2014年至今），從2014年開始，申請量開始出現(xiàn)波動下降，推測原因為該時期國際油價的急劇下跌，油公司減少生產(chǎn)和研發(fā)投入。整體來看，油田用有機緩蝕劑的專利申請受到技術(shù)發(fā)展和價格環(huán)境的影響較大。

2 國內(nèi)專利申請情況

我國關(guān)于有機緩蝕劑的專利申請起步較晚，最早的專利申請出現(xiàn)在1993年（CN1100130A），此后的近25年間，關(guān)于油田用有機緩蝕劑的申請專利約有270件，占全球申請量的43%。從申請態(tài)勢上看（見圖1），直到2009年，國內(nèi)關(guān)于有機緩蝕劑的申請才進入快速增長的階段。一方面，由于國內(nèi)油田開始大量使用酸化壓裂技術(shù)，緩蝕劑得到了大量應(yīng)用;另一方面，歸功于企業(yè)專利保護意識的逐漸增強。從2013年開始，國內(nèi)關(guān)于有機緩蝕劑的申請量開始明顯下降，其原因主要還是受到國際油價下降趨勢的影響。此外，一些新型增產(chǎn)手段如泡沫壓裂、無水壓裂等新技術(shù)的出現(xiàn)使得緩蝕劑不再是壓裂酸化的必需添加劑。

3 專利申請國及申請人分析

對申請國和申請人的分析在很大程度上能反映不同國家的專利技術(shù)發(fā)展水平以及該領(lǐng)域核心技術(shù)的分布情況。由統(tǒng)計可知（見圖2），中國和美國的專利申請量占到了總申請量的86%，具有絕對的優(yōu)勢，反映出我國和美國在油田用緩蝕劑領(lǐng)域較強的研發(fā)能力及專利保護意識，而其他各國的專利申請量整體不大。

通過對申請人的標準化處理，對油田用有機緩蝕劑相關(guān)專利的主要申請人進行排名可知（見圖3），全球申請量最高的是中國石油，其次是國外的Halliburton Energy Services，其余申請人的申請量均不足50件。數(shù)據(jù)反映出有機緩蝕劑的技術(shù)基本上掌握在國內(nèi)外大型石油公司手中，壟斷性地位突出，對其他相關(guān)企業(yè)的競爭優(yōu)勢明顯。

4 有機緩蝕劑的主要技術(shù)分支

作為緩蝕劑的有機化合物通常由電負性較大的N/O/S等原子為中心的極性基和C/H等原子組成的非極性基構(gòu)成，能夠以某種鍵的形式與金屬表面相結(jié)合，目前的有機緩蝕劑至少有150多個基本品種[3]。

從申請內(nèi)容上看，全球油田用有機緩蝕劑種類眾多（見圖4），不僅包括具有多個吸附中心可以產(chǎn)生沉淀膜、提高緩蝕效率的雜環(huán)類緩蝕劑（WO9707176A1、US6696572B2、CN103194200A），含有雙鍵或烯酮式結(jié)構(gòu)、在高溫和強酸中緩蝕效果突出的曼尼希堿或希夫堿（US3932296A、CN105255469A），具有緩蝕阻垢雙重功效的有機磷酸鹽（WO2008122989A2、CN101230260A）等，而且一些綠色環(huán)保的緩蝕劑如糖苷（WO2007063069A2）、植物提取物（CN103881697A、WO2014070319A1）等不斷出現(xiàn)。另外，隨著腐蝕環(huán)境對緩蝕劑的性能要求越來越高，更多技術(shù)人員通過試劑之間的協(xié)同作用來增強緩蝕劑的緩蝕性能（EP878605A3、CN101565608A）。從申請量上看（見圖4），緩蝕劑的專利申請主要集中在雜環(huán)類、醛酮類、有機磷酸類以及不同緩蝕劑之間的復(fù)配四大類，分別占到了申請總量的36%、12%、8%及27%。由此可見，雜環(huán)類緩蝕劑是技術(shù)研發(fā)的重點。

5 結(jié)語

壓裂酸化等技術(shù)的發(fā)展使得緩蝕劑的使用日趨普遍，但緩蝕劑的研發(fā)會受到石油行情及其他新型壓裂增產(chǎn)技術(shù)的影響。目前，有機緩蝕劑技術(shù)主要掌握在中國和美國的石油巨頭公司手中，并且雖然緩蝕劑的種類眾多，但雜環(huán)類有機緩蝕劑是目前研發(fā)的重點，并且隨著對緩蝕效果的要求越來越高，通過復(fù)配來提高緩蝕劑的性能是今后的研發(fā)熱點。

參考文獻：

[1] 任呈強，周計明，劉道新.油田緩蝕劑研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].精細石油化工進展，2002（10）：33-37.

[2] 南粉益，楊鴻鷹，胡靜，等.油田緩蝕劑的研究與展望[J].化學(xué)工程師，2012（9）：29-31.

[3] 尹成先，白真權(quán)，馮耀榮，等.油田有機緩蝕劑的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢[J].精細石油化工進展，2005（4）：40-42.