油田注水管道腐蚀的因素分析范文

本站小编为你精心准备了油田注水管道腐蚀的因素分析参考范文，愿这些范文能点燃您思维的火花，激发您的写作灵感。欢迎深入阅读并收藏。

摘要：石油属于不可再生资源，为了节省石油资源，尽量减少石油开采过程中的浪费，提高石油采收率，在石油开采过程中经常采用注水的方式，提高地层原油的驱替效率，从而提高石油的采收率。然而，这种开采方式会使管道氧化速度加快，导致注水管道经常被腐蚀。油田注水管道的腐蚀会给石油开采带来很多问题，因此油田注水管道的防腐是一项重要工作。本篇文章主要介绍了影响油田注水管道腐蚀的主要因素，并有针对性地提出一些防腐措施。

关键词：油田注水管道；腐蚀因素；防腐措施

2015年9月，国内相关研究机构对我国胜利油田进行调查研究，发现油田11个采油厂中共有8000多口注水井，其管线总长度达15830000m，平均腐蚀速率为1.5mm/a[1]，平均穿孔率为2.4次/(km.a)。局部损失严重区域，管线换新周期不足三年，最短的甚至只有3-4个月，所废掉的注水管道超过90%是由于腐蚀。据统计，整个油田因管线腐蚀而浪费的管线材料费高达3亿元，同时因为更换管线影响生产作业等产生的间接费用高达10亿元。截止到2017年底，我国各大油田管线长度达10亿米，因管线腐蚀损失费用高达500亿元。因此研究油田注水管道腐蚀因素并制定相应防腐措施是亟待解决的问题。

1油田注水管道腐蚀因素

1.1酸碱性

酸碱性即PH值，是引起油田注水管道腐蚀的主要因素，通常情况下，当PH值介于4和10之间时，腐蚀过程主要受氧扩散过程影响，与PH值大小没有关系。当PH值不大于4时，溶液为强酸性，金属表面的氧化物会与酸性溶液发生化学反应，酸性溶液将金属表面氧化物溶解，使金属表面显露出来直接与酸性溶液发生反应，使腐蚀程度更严重，但是如果PH值过高，碳钢表面的钝化膜又会溶解成铁酸钠，从而加快腐蚀速率。经理论研究发现，注水的最合理的PH值为7。

1.2溶解氧

氧腐蚀是油田注水管道的主要方式之一，当溶液中氧浓度低于1mg/L时，管道就极易被腐蚀。如果管道中同时存在硫化氢或二氧化碳气体，我们知道硫化氢等气体具有较强的还原性，易与水中的溶解氧反应，腐蚀速度会大幅度增加，腐蚀部分多数为局部腐蚀，局部腐蚀速度一般为平均腐蚀速度的2-4倍。在室温下的纯水中，碳钢腐蚀速度小于0.04mm/a，如果水中溶解氧达到饱和，碳钢一开始腐蚀速度就可达到0.45mm/a。如果水中含盐量较高将会出现局部腐蚀现象，腐蚀速率能达到3-5mm/a。

1.3二氧化碳和硫化氢

二氧化碳是空气的主要组成部分，空气中二氧化碳含量只占0.04%，水中二氧化碳含量大约只有0.5%mg/l，但是地层深处二氧化碳含量较高。二氧化碳在水中溶解形成碳酸，金属表面的氧化膜会与碳酸发生化学反应导致腐蚀现象发生，二氧化碳含量越高反应速度越快，腐蚀速度也越快。尤其是在深处地层水中，二氧化碳含量比较大，对油田管道及设备具有较强的腐蚀性。硫化氢溶于水也呈酸性，同时如上所述，硫化氢易与水中的溶解氧反应生成硫而沉积析出，随着硫化氢含量的增加，腐蚀速率会一直呈上升趋势，当硫化氢含量增加到一定值时，腐蚀速率最大，而后随着硫化氢含量增加腐蚀速率开始略微减小最后趋于稳定。

1.4细菌微生物

细菌微生物经常会侵蚀埋在地下深处的油田注水管道，油田注水中常见的细菌有腐生菌，硫酸盐还原菌和铁细菌等，地表下特殊的气温，湿度等给细菌的生长提供了有利的条件。同时，由于长期的注水环境，注水井四周会形成低温层，使细菌和微生物滋生，尽管细菌的侵蚀能力不强，但是由于细菌可以在短时间内快速生长繁殖，导致细菌对油田注水管道的腐蚀也很严重。据研究发现，美国发生的管道腐蚀很大一部分是由于细菌侵蚀所导致。所以，细菌腐蚀不容小觑。

1.5压力和温度

经过研究，我们发现在敞口体系中，在温度不高于80摄氏度的情况下，腐蚀速度随温度升高而不断增大，当温度增加到一定值时，腐蚀速率达到最大值，随后开始下降。在完全封闭系统中，腐蚀速率会随着温度升高一直增大。通常情况下，当注水水温为40-60摄氏度，压力值达到20MPa左右时，极少量的金属离子就可以催化溶液中的有机物。油田注水管道所处的温度范围从地表的几摄氏度到深层的150摄氏度左右，一般情况下，温度每升高10摄氏度，细菌的生长速率就会增加1.5-2.5倍。由此可见，温度对腐蚀速度的影响也很大。

2油田注水管道防腐措施

目前，我国大型油田注水管道采取的主要措施有：表面处理技术，水中除氧，采用防腐蚀涂料，使用杀菌剂或防腐蚀药剂，使用非金属管材。

2.1表面处理技术表面处理技术主要是利用物理或化学方法使管道表面钝化，从而达到防腐蚀的效果。常用的处理方法就是在系统表层镀上一层不易被腐蚀的物质，相当于给管道表面添加了一层保护膜从而增强管道防腐性能。常用的方法主要是金属镀层，涂层，衬里与包裹层等。

2.2水中除氧水中溶氧会引起电化学腐蚀反应。因而，水中除氧是一项重要的防腐措施。脱除水中的氧，使水中溶解氧含量小于0.05mg/l。水中除氧可以利用化学方法，例如在水中添加适量的化学除氧剂。阴极保护法也是电化学保护的一种重要的化学方法，此种方法是利用外部电流来改变金属腐蚀电位，以此来降低腐蚀速度的防腐蚀方法。目前，该种方法已经被广泛应用，并取得了良好的效果。

2.3采用防腐蚀涂料环氧粉末涂料有着良好的防腐性能，已在各大油田防腐中被广泛应用。为了达到更好的效果，科学家研究出具有更好的防腐性能的重防腐蚀环氧粉末涂料，该涂料具有防腐性能优良，附着力强，硬度高等特点。针对油田高温污水腐蚀，科学家研究出一种名为H87环氧耐温涂料。H87涂料涂层的中间层加入了SAT无机材料，使防腐层的隔热，耐热性能得以提高，从而有效阻止高温介质的破坏作用[3]。

2.4使用杀菌剂或防腐蚀药剂使用杀菌剂防止管道内的细菌与微生物滋生，使水中细菌含量小于100个/ml,但是单独使用一种杀菌剂会使微生物产生抗体，如果细菌与微生物对杀菌剂产生抗药性，这时想要永久清除它们将会变得更加困难。所以在实际操作中可以多种不同类型的杀菌剂配合使用对水中的细菌进行清除。介质中腐蚀因素的含量对腐蚀性影响也很大，我国大庆油田含油污水PH值范围为8.5-9，尽管水中含有15-20mg/l的硫化氢和0.5mg/l的溶解氧，然而被污水浸泡的部分腐蚀却不是很严重。我国中原油田产出水矿化度为（4-16）×104mg/l,水中游离的二氧化碳含量最高可达200mg/l,碳酸氢根含量一般在200-600mg/l范围内,而且水中还原菌和高价金属离子含量也很高，但PH值一般在5.5-6.5之间，尽管水中硫化氢和溶解氧含量不高，但含油污水仍呈现出较强的腐蚀性[2]。因此在使用防腐蚀药剂时，要注意对症下药，切不可盲目使用。

2.5使用非金属管材，加强油田注水管道的保护和管理近年来，随着我国科技的不断发展，高分子化学领域也取得了显著的成果，例如塑料高分子管材就是其一。塑料管材可以被应用到油田注水管道中，其相对于金属来讲具有抗腐蚀性能良好的优势。由此可见，我们可以选用合适的塑料高分子管材来做注水管道。我们在预防油田注水管道腐蚀的同时更要做好对油田注水管道的保护和管理工作，平时要对管道定期排查，如果发现问题，要立即对管道进行更换，避免出现石油泄漏现象。油田注水管道腐蚀是石油资源开发和利用过程中常见的问题，据调查研究发现我国的大部分油田注水管道都存在着腐蚀问题，随着科学技术的不断发展，三次采油方式逐渐出现，管道腐蚀情况如果不及时治理很可能有进一步恶化的趋势。这也是石油在开采和运输过程中比较棘手的问题，本文通过分析影响油田注水管道腐蚀的因素，并有针对性地提出了解决油田注水管道腐蚀的有效措施，希望可以为相关的防腐工作带来参考。

参考文献

[1]盛梁，尹斌.《胜利油田注水管道腐蚀因素分析及防腐措施》，科技信息，2011年第18期.

[2]钱红霞.注水井腐蚀原因分析及防护措施[J].科研.2016（12）：00293

[3]于良民，赵海州，刘璐.《油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施》.中国涂料，2006年第21期.

作者：周汉轩 单位：吉林省松原市吉林油田乾安采油厂工艺所