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加注缓蚀剂是抑制金属腐蚀的一种高效方法。本文针对油田注氮气开采中注气井氧腐蚀问题,合成了两类抗氧缓蚀剂,并对其在高矿化度模拟地层水腐蚀介质中的缓蚀性能进行了评价。以三聚氯氰为母体,分别与吡啶、亚氨基二乙酸反应,制备了两种均三嗪衍生物缓蚀剂,分别记作TCT-1和TCT-2;以月桂酸、油酸、硬脂酸为原料,分别与3-二甲氨基丙胺反应制得酰胺中间体,将中间体与4-氯甲基吡啶反应,制备了三种带有疏水链的季铵盐缓蚀剂,分别记作B-1、B-2、B-3。溶解分散实验结果表明缓蚀剂B-3在腐蚀介质中溶解分散性差,其余4种缓蚀剂都具有良好的溶解分散性。利用静态失重法,考察了 4种溶解分散性好的缓蚀剂在90℃、持续通入氧气、高矿化度模拟地层水腐蚀环境中对P110钢的抑制氧腐蚀效果,并从缓蚀剂浓度、温度、氯离子浓度、钙离子浓度四个方面进行评价研究。实验结果表明这4种缓蚀剂都具有抑制氧腐蚀效果。将制备的缓蚀剂分别与钼酸钠进行复配,复配后的缓蚀剂优于单一组分缓蚀剂。TCT-2复配效果优于TCT-1,B-2复配效果优于B-1。将TCT-2、B-2与钼酸钠进行三元复配,复配后的缓蚀性能进一步提升,最佳浓度:300ppmTCT-2+300ppmB-2+100ppm钼酸钠(命名为MUTB缓蚀剂),静态腐蚀条件下的缓蚀率达到92.5%。结合高温高压动态腐蚀评价方法,从氧分压、温度、氯离子浓度、钙离子浓度、流速、预膜时间六个方面对MUTB进行评价研究。通过极化曲线测试,结合扫描电子显微镜、电子能谱分析、缓蚀剂分子结构分析,缓蚀剂的作用机理进行了研究。极化曲线研究表明TCT-2和B-2为抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,B-1和TCT-1为阴极型缓蚀剂,MUTB为混合型缓蚀剂。能谱分析显示碳钢表面Mo、N元素含量增加,Fe元素含量减少较空白组少,MUTB在碳钢表面形成很好的保护膜。结构分析可知,缓蚀剂通过N、O、杂环等极性基团中的孤对电子与Fe原子空轨道形成配位键,在碳钢表面形成稳定的化学吸附,N+离子则可以通过静电力在碳钢表面形成物理吸附,钼酸钠则在碳钢表面钝化生成不溶性的Fe-MoO4-Fe2O3保护膜。此外,TCT-2中羧基也可以与金属离子Fe3+、Ca2+络合形成保护膜,B-2疏水链中的双键吸附后可以在金属表面形成拱形疏水膜,增大了膜的覆盖面积。