不同碳链长度咪唑啉缓蚀剂在CO2驱采油环境中的腐蚀防护作用

目的 合成制备适用于CO2驱油环境中井筒材料的腐蚀防护的咪唑啉缓蚀剂，探究碳链长度对咪唑啉缓蚀剂腐蚀防护性能的影响机制。方法 以辛酸、月桂酸、硬脂酸和二乙烯三胺等为原料，经酰胺化和环化后制备得到3种碳链长度(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱、量子化学计算、失重法、电化学方法以及表面观察技术，对合成缓蚀剂在CO2驱油环境中对井筒材料的腐蚀防护性能进行了评价。结果 红外测试观察到3种链长(C7、C11和C17)的咪唑啉缓蚀剂的特征吸收峰，表明3种链长咪唑啉缓蚀剂成功制备。量子化学计算表明，合成的C17咪唑啉缓蚀剂具有最优的供电子能力和最佳的疏水能力。腐蚀失重和电化学测试结果显示，所合成的3种不同碳链长度的咪唑啉缓蚀剂均对CO2驱腐蚀环境中N80钢具有良好的腐蚀防护作用，随着缓蚀剂浓度的提升，其缓蚀效率逐渐增高。其中含有17个碳链的咪唑啉缓蚀剂(C17)在10 mg/L时缓蚀效率达到了90%以上。拉曼光谱观察到N80钢表面C=N和C—N的吸收峰，表明合成的3种缓蚀剂在N80表面上吸附。SEM结果发现，添加C17咪唑啉的N80表面腐蚀最为轻微，其腐蚀防护效果最优。结论 合成的C17碳链的咪唑啉缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果，随着碳链长度的增加，碳链的推电子能力增强，使得咪唑啉缓蚀剂更容易在N80钢表面吸附，同时长碳链形成的缓蚀剂膜层也具有更好的疏水作用，导致咪唑啉中缓蚀剂越长其缓蚀效果越好。

Corrosion Protection of Imidazoline Corrosion Inhibitors with Different Carbon Chain Length in CO2 Driving Oil Environment