关于油田注水管线防腐措施的探究

严继发

(采油一厂砂西采油作业区，青海 海西州816400)

随着我国国民经济的发展和人们生活水平的提高，石油的应用突破了工业的领域，开始深入到人们的生活中，我国的大型油田已经进入了开发的后期，含水量上升，产油量下降。石油作为我国目前最重要的能源，资源紧缺对石油领域的科技提出了新的要求。我国当前很多的油田都是通过向油井注入大量回注水来进行二次采油，回注水中含有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等，这些细菌对注水管线有很强的腐蚀作用，严重困扰着油气开采和输送，给油田造成了巨大的经济损失。如何采取有效措施减少油田注水对管线的腐蚀，得到了人们的普遍关注。

一、油田注水管线腐蚀的主要影响因素

油田注水的管线一般是金属材质，因此油田注水管线的腐蚀属于金属腐蚀的规律和特性。以下就主要对影响金属管线腐蚀的主要因素进行简要的介绍。

1 pH值的影响

pH值主要是用于表示溶液酸性或是碱性程度的数值。在通常的情况下，pH值在4到10之间时，腐蚀过程主要是受到了氧扩散过程的控制，这时的PH值对于腐蚀的速率没有任何的影响；在PH值小于等于4时，溶液处于酸性范围内，金属表面的氧化物的覆盖膜就会慢慢的溶解，金属表面直接置于酸性溶液中。因此适当的提高油田注水的PH值，可以有效地解决酸腐蚀的问题。当PH值在大于10以上的碱性范围内，金属表面的保护膜三氧化二铁会逐渐具有了钝化的性能，从而大大的降低了腐蚀速率，但是当PH值过高时，三氧化二铁会逐渐的溶解形成铁酸钠，加快金属的腐蚀。

2二氧化碳的影响

二氧化碳是空气中常见的化合物，能溶于水，形成碳酸，从而引起电化学腐蚀。在油井中注入的水中含有大量的二氧化碳，对于注水管线、油井等井下设备具有极大的腐蚀性。在碳酸溶液的环境下，金属表面不容易形成保护膜，所以在二氧化碳的浓度逐渐加大的过程中，金属的腐蚀速率逐渐的加快。

3水中的溶解氧

在青海油田的注水管线腐蚀中，氧腐蚀是最主要的形式，溶液中即使含有很少浓度的氧，也会对金属造成严重的腐蚀性，如果在溶液中还有二氧化碳或是硫化氢等气体的存在，对金属腐蚀的速率将会大幅度的上升。氧气在水中的溶解度和温度有很大的关系。

4细菌

在对油田的注水中，含有硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等，经过不断的实验证明，水中的细菌是造成油田注水系统腐蚀一个极其重要的因素，由于长期的注水，在注水井周围形成了一个低温层，这就是各种细菌生长、繁殖、代谢的“温床”，细菌的生长、繁殖、代谢本身就导致了金属腐蚀速率的增长。而在这些细菌中起主要作用的是硫酸盐还原菌。

5温度的影响

温度对于金属的腐蚀速度有重要的影响，实验证明，在一个开放的体系中，温度在达到了八十℃之前，金属的腐蚀速率是随着温度的增加而加快的，当达到了一定的限度后，腐蚀速度逐渐的减小；在封闭的系统中，金属的腐蚀速率就是根据温度的升高而不断的增加的，在青海油田的注水管所在的温度范围从几度到上百度。可见温度对金属的腐蚀影响可想而知。

二、我国主要的管线防腐材料的介绍

1环氧粉末涂料

环氧粉末涂料的构成主要有环氧树脂、固化剂、颜料以及各种添加剂，环氧粉末涂料的主要优点有很强的防腐性能，一次性的涂厚以后，不易挥发，涂层平整，牢固等。在经过科研人员的不懈努力以后，制成的重防腐环氧粉末涂料，具有极强的吸附能力，柔韧性好，硬度高，防腐的性能优良等，因此成为了我国油田主水管道最主要的防腐涂料。

2H87环氧耐温涂料

H87环氧耐温防腐涂料主要是针对油田高温污水、油水罐、管道的严重腐蚀而研制的一种环氧涂料。涂料分为底漆（H87-l）和面漆（H87-2）两种，可根据使用温度的不同，选择添加隔热耐温材料，成功地解决了隔热、耐温、抗起泡的技术难题。与国内外同类产品相比，其耐油、耐水、耐化学品腐蚀的性能处于领先地位。曾荣获"军队科学技术进步一等奖"和"军转民高技术出口产品展览交易会金奖"，这项防腐涂层在青海油田的部分油井使用。

3新型环氧改性聚氨酯防腐涂料

液体的环氧树脂和甲苯二异氰酸酯发生化学反应，生成了羟基的共聚物，这就是这种新型的环氧改性聚氨酯重防腐涂料的漆基，在与研制的固化剂相互匹配，新型防腐涂料具有耐酸碱性、耐油性、耐化学介质、附着力强、涂膜强度和耐磨的性能，这种新型的环氧改性聚氨酯重防腐涂料在油田污水、卤水管道以及设备内壁中的应用取得了良好的效果，在青海油田中的使用寿命达到了5a。

4 8701环氧树脂涂料

8701环氧树脂涂料分为底漆和面漆两种，该涂料通常采用的是新型的无毒的固化剂固化涂层，所以和普通的涂料相比，8701环氧树脂涂料具有自己的特点，固体含量高、溶剂污染小、固化温度低、土层耐酸性碱性强，耐油、耐水性能优越，因此该图层受到了我国很多油田的“欢迎”。尤其是在青海油田的注水管道的防腐上的应用。

结语

综上分析表明在我国几乎所有的油井都或多或少的存在着管线腐蚀的现象，对于油田注水进行的第二次开发，其中pH值、二氧化碳、水中的溶解氧、细菌、温度等都是管线腐蚀的主要影响因素，在我国的目前所使用的防腐措施，最直接、最经济的就是在管道上涂膜防腐涂料，环氧粉末涂料、H87环氧耐温涂料、新型环氧改性聚氨酯防腐涂料以及8701环氧树脂涂料，它们以耐酸碱性、耐高温、耐油耐水性能好等特点在我国的各大油田得到了普遍的应用，旨在为了延长管道的使用寿命，减少经济损失，提高所产石油的质量，缓解我国的能源危机。

[1]张平，油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施[J].青海油田，2009.

[2罗庆金等人，青海油田注水和集输管线结垢因素及垢组成分析[J].长江大学学报，2005.