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油田注水管道防腐措施研究

文檔作者：陳壯男鄭國(guó)軍王洋文檔來(lái)源：青海油田采油一廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年10月15日
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2013 年第6 期
油田注水管道防腐措施研究
陳壯男鄭國(guó)軍王洋（青海油田采油一廠816400）
摘要：本文主要介紹了影響油田注水管道防腐的主要因素，進(jìn)而就涂層保護(hù)在油田注水管道防腐中的應(yīng)用展開(kāi)了
探討。
關(guān)鍵詞：油田注水管道防腐影響因素防腐措施
石油資源的應(yīng)用范圍十分廣泛， 不斷是工業(yè)領(lǐng)域還是我們
每個(gè)人的生活起居， 都離不開(kāi)石油。但是石油屬于不可再生資
源，我國(guó)油田開(kāi)發(fā)的歷史悠久，目前已經(jīng)處于石油開(kāi)發(fā)后期，這
一時(shí)期產(chǎn)油量明顯下降，含水量不斷攀升。目前我國(guó)的二次采油
多半是通過(guò)向油井中注入大量回注水來(lái)實(shí)現(xiàn)的， 但是由于回注
水中硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細(xì)菌等含量較大，這些細(xì)菌造成
了油田注水管道腐蝕嚴(yán)重。管道腐蝕嚴(yán)重影響了油氣的輸送開(kāi)
采工作，成為了我們工作的一大困擾。近年來(lái)，降低油田注水對(duì)
管道防腐的研究，得到了業(yè)界普遍的關(guān)注，逐步成為了一項(xiàng)意義
深遠(yuǎn)的研究課題。
一、油田注水管線(xiàn)腐蝕的主要影響因素
了解油田注水管道腐蝕的主要因素是制定有效防腐對(duì)策的
前提和基礎(chǔ)。油田注水管道一般都采用了金屬材質(zhì)，所以油田注
水管道的防腐原理與金屬防腐是一致的。導(dǎo)致油田注水管道腐
蝕的主要影響因素包括了以下幾個(gè)方面：
1、pH 值的影響
PH 值，即酸堿性是造成油田注水管道腐蝕的主要原因。當(dāng)
PH 值在4-10 之間時(shí)，腐蝕過(guò)程主要受到氧擴(kuò)散過(guò)程的控制，而
且ph 值的高低不會(huì)對(duì)腐蝕速率產(chǎn)生影響；當(dāng)溶液環(huán)境處于強(qiáng)酸
性，即ph 值小于等于4 時(shí)，金屬表面的氧化物會(huì)在一定條件下
發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致氧化物消失，金屬直接與酸性介質(zhì)接觸，進(jìn)
一步產(chǎn)生腐蝕。所以，酸腐蝕的主要避免方法就是適當(dāng)提高油田
注水的PH 值，經(jīng)研究表明，注水的最佳的PH 值為7.當(dāng)溶液是
強(qiáng)堿環(huán)境，一般指PH 值大于10 小于13 時(shí)，金屬表面的氧化物
會(huì)發(fā)生鈍化，從而降低腐蝕速率。但是也不是說(shuō)PH 值越大越好，
過(guò)高的PH 值又會(huì)使得碳鋼表面的氧化膜溶解形成鐵酸鈉，從而
加快了腐蝕速率；
2、二氧化碳的影響
二氧化碳是空氣的主要成分之一，溶于水后形成的碳酸，容
易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)， 導(dǎo)致腐蝕。油井的注入水含有大量的二氧化
碳，這些二氧化碳也是造成油井注水管道腐蝕的主要原因。在二
氧化碳溶于水后形成的碳酸溶液中， 金屬表面的保護(hù)膜易與之
發(fā)生反應(yīng)，所以二氧化碳濃度越高，反應(yīng)速率越快，腐蝕速率也
就越快；反之亦然。而二氧化碳在水中的溶解度與溫度、壓力等
因素有著直接的關(guān)系。
3、水中的溶解氧
硫化氫等氣體溶于水后，水呈酸性，硫化氫具有較強(qiáng)的還原
性，容易與水中的溶解氧反應(yīng)，氧化產(chǎn)物為硫并沉淀析出。因此，
當(dāng)溶液中二氧化碳或者硫化氫等氣體存在時(shí)， 腐蝕速率會(huì)大幅
度增加。在一定范圍內(nèi)，腐蝕速率與濃度正相關(guān)，濃度增加的同
時(shí)，腐蝕速率也在逐步加快，但是當(dāng)濃度增長(zhǎng)到某一值時(shí)，腐蝕
速率達(dá)到最大值，進(jìn)而隨著濃度增加腐蝕速率有所下降，最后趨
于恒定。
4、細(xì)菌
油田注水中富含各類(lèi)細(xì)菌， 這些細(xì)菌是影響腐蝕速率的重
要因素。長(zhǎng)期的注水，會(huì)在注水井周?chē)纬傻蜏貙?，?xì)菌在這樣
的條件下得以繁衍生長(zhǎng)，隨著細(xì)菌數(shù)量的增加，腐蝕速率也會(huì)進(jìn)
一步加快。
5、溫度的影響
溫度直接影響到氧化還原反應(yīng)的反應(yīng)效率， 自然就影響到
腐蝕速率。經(jīng)研究表明，敞口體系中，溫度在升溫至80 攝氏度之
前， 金屬腐蝕速率一直呈上升的趨勢(shì)。當(dāng)溫度上升到一定數(shù)值
后，金屬腐蝕速率達(dá)到最大值后開(kāi)始下降；在封閉系統(tǒng)中，腐蝕
速率是隨著溫度升高不斷攀升的。
二、涂層保護(hù)在油田注水管道防腐中的應(yīng)用
化學(xué)防腐是目前油田注水管道防腐的主要措施之一。綜合
考慮經(jīng)濟(jì)性和可行性等諸多因素， 陰極保護(hù)和內(nèi)涂層保護(hù)結(jié)合
的方法是比較可行的，也是目前各大油田廣泛采用的方法。陰極
保護(hù)與涂層保護(hù)互相補(bǔ)充，可以有效擴(kuò)大保護(hù)范圍，起到良好的
防腐蝕效果。
1、表面處理技術(shù)
表面處理，主要采用一些常用的化學(xué)或者物理處理方法，處
理目的在于使得系統(tǒng)表面鈍化，從而達(dá)到不易腐蝕的效果。一般
的方法主要是將不容易氧化腐蝕的物質(zhì)鍍到系統(tǒng)表層， 借助于
這些保護(hù)膜的不易腐蝕性增強(qiáng)管道防腐性能， 一般表層處理的
方法主要包括了金屬鍍層、涂層、幼稚、襯里與包裹層等等。
2、重防腐蝕環(huán)氧粉末涂料
環(huán)氧粉末涂料憑借其一次涂層厚、無(wú)溶劑揮發(fā)、無(wú)針孔以及
防腐性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在各大油田防腐中得到了廣泛的應(yīng)用，重
防腐蝕環(huán)氧粉末涂料經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研發(fā)改良， 能滿(mǎn)足更高的防腐要
求。重防腐涂料具有較強(qiáng)的附著力，涂層柔韌性和防腐性能都有
了很好的改良，其在中原油田注水管道防腐中得以應(yīng)用，表現(xiàn)出
了優(yōu)越的耐油田高溫污水腐蝕和耐應(yīng)力腐蝕能力。
3、H87 環(huán)氧耐溫涂料
該涂料是由H87-1、H87-2、H87-3 配套組成，是目前比較受
歡迎的含有無(wú)極材料的改性環(huán)氧涂料， 主要被應(yīng)用在防止油田
高溫污水腐蝕中。其中添加的無(wú)極材料可以有效提高防腐層的
耐高溫性能，有效防止高溫介質(zhì)的破壞，還會(huì)進(jìn)一步增強(qiáng)耐水油
防滲透耐化學(xué)藥品的性能。
4、8701 環(huán)氧樹(shù)脂涂料
這種涂料在使用中可以作為底漆也可以作為面漆， 主要具
有固化方便，粘附力強(qiáng)，溶劑污染小，收縮性低，耐酸堿、耐油水
能力強(qiáng)，力學(xué)性能良好等性能，并采用最新的無(wú)毒固化涂層，廣
泛地應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的很多油田污水管道和原有儲(chǔ)罐的防腐涂層
中。
5、新型環(huán)氧改性聚氨酯重防腐涂料
該涂料的漆基是由液體環(huán)氧樹(shù)脂與甲苯二異氰酸酯(TDI)反
應(yīng)生成的含有一定量羥基的共聚物，與研制的固化劑匹配，完全
滿(mǎn)足室溫固化的技術(shù)要求。既保持了環(huán)氧類(lèi)涂料耐酸堿、附著力
強(qiáng)的性能，又具有聚氨酯類(lèi)涂料耐油類(lèi)、耐化學(xué)介質(zhì)、涂膜強(qiáng)度
和耐磨性能好的優(yōu)點(diǎn)。
三、結(jié)束語(yǔ)
注水系統(tǒng)的防腐工作室一項(xiàng)長(zhǎng)期系統(tǒng)的過(guò)程， 需要我們嚴(yán)
密布置調(diào)查，要在充分了解注水系統(tǒng)防腐的影響因素的基礎(chǔ)上，
不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，提出有針對(duì)性的防腐措施，還要綜合考慮經(jīng)
濟(jì)性和可行性等諸多因素。尤其隨著時(shí)代的發(fā)展，隨著三次采油
方式的發(fā)展和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)， 管道腐蝕情況還有進(jìn)一步惡
化的趨勢(shì)， 原有防腐的技術(shù)和材料逐漸不能應(yīng)對(duì)這種復(fù)雜的局
面，新材料的研發(fā)和應(yīng)用將會(huì)是解決防腐的必由之路。
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