油田注水管道防腐措施研究

陈壮男 郑国军 王洋（青海油田采油一厂 816400）

石油资源的应用范围十分广泛， 不断是工业领域还是我们每个人的生活起居， 都离不开石油。 但是石油属于不可再生资源，我国油田开发的历史悠久，目前已经处于石油开发后期，这一时期产油量明显下降，含水量不断攀升。 目前我国的二次采油多半是通过向油井中注入大量回注水来实现的， 但是由于回注水中硫酸盐还原菌、腐生菌和铁细菌等含量较大，这些细菌造成了油田注水管道腐蚀严重。 管道腐蚀严重影响了油气的输送开采工作，成为了我们工作的一大困扰。 近年来，降低油田注水对管道防腐的研究，得到了业界普遍的关注，逐步成为了一项意义深远的研究课题。

一、 油田注水管线腐蚀的主要影响因素

了解油田注水管道腐蚀的主要因素是制定有效防腐对策的前提和基础。 油田注水管道一般都采用了金属材质，所以油田注水管道的防腐原理与金属防腐是一致的。 导致油田注水管道腐蚀的主要影响因素包括了以下几个方面：

1、pH值的影响

PH 值，即酸碱性是造成油田注水管道腐蚀的主要原因。 当PH 值在4-10 之间时，腐蚀过程主要受到氧扩散过程的控制，而且ph 值的高低不会对腐蚀速率产生影响；当溶液环境处于强酸性，即ph 值小于等于4 时，金属表面的氧化物会在一定条件下发生化学反应，导致氧化物消失，金属直接与酸性介质接触，进一步产生腐蚀。 所以，酸腐蚀的主要避免方法就是适当提高油田注水的PH 值，经研究表明，注水的最佳的PH 值为7.当溶液是强碱环境，一般指PH 值大于10 小于13 时，金属表面的氧化物会发生钝化，从而降低腐蚀速率。但是也不是说PH 值越大越好，过高的PH 值又会使得碳钢表面的氧化膜溶解形成铁酸钠，从而加快了腐蚀速率；

2、二氧化碳的影响

二氧化碳是空气的主要成分之一，溶于水后形成的碳酸，容易发生化学反应， 导致腐蚀。 油井的注入水含有大量的二氧化碳，这些二氧化碳也是造成油井注水管道腐蚀的主要原因。 在二氧化碳溶于水后形成的碳酸溶液中， 金属表面的保护膜易与之发生反应，所以二氧化碳浓度越高，反应速率越快，腐蚀速率也就越快；反之亦然。 而二氧化碳在水中的溶解度与温度、压力等因素有着直接的关系。

3、水中的溶解氧

硫化氢等气体溶于水后，水呈酸性，硫化氢具有较强的还原性，容易与水中的溶解氧反应，氧化产物为硫并沉淀析出。 因此，当溶液中二氧化碳或者硫化氢等气体存在时， 腐蚀速率会大幅度增加。 在一定范围内，腐蚀速率与浓度正相关，浓度增加的同时，腐蚀速率也在逐步加快，但是当浓度增长到某一值时，腐蚀速率达到最大值，进而随着浓度增加腐蚀速率有所下降，最后趋于恒定。

4、细菌

油田注水中富含各类细菌， 这些细菌是影响腐蚀速率的重要因素。 长期的注水，会在注水井周围形成低温层，细菌在这样的条件下得以繁衍生长，随着细菌数量的增加，腐蚀速率也会进一步加快。

5、温度的影响

温度直接影响到氧化还原反应的反应效率， 自然就影响到腐蚀速率。 经研究表明，敞口体系中，温度在升温至80 摄氏度之前， 金属腐蚀速率一直呈上升的趋势。 当温度上升到一定数值后，金属腐蚀速率达到最大值后开始下降；在封闭系统中，腐蚀速率是随着温度升高不断攀升的。

二、涂层保护在油田注水管道防腐中的应用

化学防腐是目前油田注水管道防腐的主要措施之一。 综合考虑经济性和可行性等诸多因素， 阴极保护和内涂层保护结合的方法是比较可行的，也是目前各大油田广泛采用的方法。 阴极保护与涂层保护互相补充，可以有效扩大保护范围，起到良好的防腐蚀效果。

1、表面处理技术

表面处理，主要采用一些常用的化学或者物理处理方法，处理目的在于使得系统表面钝化，从而达到不易腐蚀的效果。 一般的方法主要是将不容易氧化腐蚀的物质镀到系统表层， 借助于这些保护膜的不易腐蚀性增强管道防腐性能， 一般表层处理的方法主要包括了金属镀层、涂层、幼稚、衬里与包裹层等等。

2、重防腐蚀环氧粉末涂料

环氧粉末涂料凭借其一次涂层厚、无溶剂挥发、无针孔以及防腐性能优良等优点，在各大油田防腐中得到了广泛的应用，重防腐蚀环氧粉末涂料经过长期研发改良， 能满足更高的防腐要求。 重防腐涂料具有较强的附着力，涂层柔韧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应用，表现出了优越的耐油田高温污水腐蚀和耐应力腐蚀能力。

3、H87环氧耐温涂料

该涂料是由H87-1、H87-2、H87-3 配套组成，是目前比较受欢迎的含有无极材料的改性环氧涂料， 主要被应用在防止油田高温污水腐蚀中。 其中添加的无极材料可以有效提高防腐层的耐高温性能，有效防止高温介质的破坏，还会进一步增强耐水油防渗透耐化学药品的性能。

4、8701环氧树脂涂料

这种涂料在使用中可以作为底漆也可以作为面漆， 主要具有固化方便，粘附力强，溶剂污染小，收缩性低，耐酸碱、耐油水能力强，力学性能良好等性能，并采用最新的无毒固化涂层，广泛地应用于国内的很多油田污水管道和原有储罐的防腐涂层中。

5、新型环氧改性聚氨酯重防腐涂料

该涂料的漆基是由液体环氧 树脂与甲苯二异氰酸酯(TDI)反应生成的含有一定量羟基的共聚物，与研制的固化剂匹配，完全满足室温固化的技术要求。 既保持了环氧类涂料耐酸碱、附着力强的性能，又具有聚氨酯类涂料耐油类、耐化学介质、涂膜强度和耐磨性能好的优点。

三、结束语

注水系统的防腐工作室一项长期系统的过程， 需要我们严密布置调查，要在充分了解注水系统防腐的影响因素的基础上，不断总结经验教训，提出有针对性的防腐措施，还要综合考虑经济性和可行性等诸多因素。 尤其随着时代的发展，随着三次采油方式的发展和新技术的不断涌现， 管道腐蚀情况还有进一步恶化的趋势， 原有防腐的技术和材料逐渐不能应对这种复杂的局面，新材料的研发和应用将会是解决防腐的必由之路。