钻井作业在地下资源的勘探与开发、地球科学研究、地下掘进、非开挖铺设及地基工程等领域有着广泛的应用。在石油、天然气领域钻井工作尤为重要,它贯穿了石油、天然气勘探、开发的各个阶段。然而,由于钻井过程中钻井液循环系统不断地把地表 O2带入井下,使钻具产生 O2腐蚀;同时,钻遇地层可能含有强腐蚀性物质,如 CO2 、H2S、盐类等,这些物质渗透到钻井液中,与 O2一起作用,使钻具发生严重腐蚀,甚至造成钻杆断裂。江苏油田在新疆塔里木盆地投入一套新的钻井设备,使用不到一年半的时间,部分钻杆因腐蚀问题,被迫降低使用等级,造成了巨大的经济损失。本文对新疆钻井现场钻杆腐蚀产物进行 X-ray 分析,发现腐蚀产物主要成分是γ-Fe2O3。用静态挂片实验研究了钻井液中部分成分对腐蚀的影响,结果发现,O2 是腐蚀的主要去极化剂;CO3 、HCO3 和 Ca2+的存在有助于形成保护膜,减2- -缓腐蚀;但是,在 Cl-存在的情况下,这种保护膜容易被破坏,造成严重的局部腐蚀;钻井液中的有机添加剂有助于产生均匀腐蚀。对旋转挂片试验试样进行XPS 分析发现,在试样表面,铁以 Fe3O4 和γ-FeOOH 的形式存,60℃时以前者为主,90℃时以后者为主,这进一步证明了钻具腐蚀主要是由于氧腐蚀造成;钻井液中的有机添加剂能够吸附在试样表面形成覆盖层;钻井液中的氯离子进入试样表面膜中,破坏试样表面的保护膜。室内挂片实验表明提高钻井液的流速、温度、Cl-含量、降低 PH 都能增大试片的腐蚀速率,而且提高 Cl-含量,增大了试片发生点蚀的倾向;试片的腐蚀速率随着腐蚀时间的延长相对下降,但是绝对腐蚀速率仍然较高,这说明试样表面形成的保护膜较差。在恒温恒湿箱内静态挂片实验表明,试片腐蚀速率随着箱内的温度、湿度的增加而增加。通过线性极化法和静态挂片试验法筛选出了 1 号缓蚀剂(8000mg/l 无机含硅类化合物 A)和 2 号缓蚀剂(5000mg/l 无机含硅类化合物 A+300mg/l 无机含锌类化合物 B)。在动态模拟试验和恒温恒湿箱内静态挂片实验中两种缓蚀剂的缓蚀率都超过 94%。电化学实验表明 2 号缓蚀剂属于阳极抑制为主的混合型缓蚀剂。 I<WP=4>90℃通氧气条件下,在普通钻井液和含有 3%氯化钠的钻井液中加入 2 号缓蚀剂进行旋转挂片试验,对试样进行 XPS 分析发现,加入缓蚀剂虽然没有改变试样表面铁的结合状态,但是缓蚀剂中的 A、B 组分都能在试样表面沉积成膜;抑制了试样的腐蚀,降低了铁元素的含量;在钻井液中加入氯化钠能够增加 2号缓蚀剂成膜难度。