井下生产管柱防腐工艺技术现状及应用评价

田忠进

摘要：腐蚀是导致井下生产管柱工作寿命缩短的因素之一，其中水井的腐蚀现象尤为突出。为解决这一问题，我们对胜利油田井下管柱的腐蚀情况及目前的防腐技术现状进行了调研。通过对比分析，对不同防腐工艺技术在胜利油田的应用效果评价，为油田防腐技术的研究应用提供基础资料。

关键词：胜利油田；腐蚀；井下管柱；防腐

井下生产管柱的腐蚀问题主要包括油管腐蚀和配套工具腐蚀等两大类型。胜利油田已经进入油田的中后期开发，油井含水的升高，井下生产管柱的腐蚀现象呈现逐步恶化的趋势。如胜利采油厂3-5-X690井，井下封隔器钢体的局部腐蚀达3mm，配水器的局部腐蚀达2mm，并出现了约10mm左右孔径的穿孔。部分油管也出现了穿孔现象。油管及工具的丝扣端面均被腐蚀得残缺不全。滨南采油厂的利33-34、21-1、滨79-27、73-2等注水井.管柱的内径由62mm缩至25mm～40mm；临盘采油厂的P1-46井，油管内径变为28mm，水嘴也被完全堵塞。临盘采油厂的L13-24井下管柱三年.起出管柱后在1000m以下有300多个圆洞，最大孔径40mm多。2011年胜利油田完成了827口3年未动管柱水井的换管任务，工作中发现，3年未动管柱井的腐蚀率在100%，配套工具的腐蚀率达90%以上。腐蚀和结垢严重影响了管柱的正常工作。

1、防腐工艺技术现状

1.1 涂料防腐技术

目前井下管柱常用的防腐涂料层包括底料（含高效防锈剂）、中间层（良好的耐热、隔热、耐水和化学药品材料）和面料（耐热、耐腐蚀材料）3部分，具有良好的耐油、耐水、耐油水混合物、耐多种化学药品和100℃高温油水腐蚀的综合性能。

1.2 镀层防腐工艺技术

镀层防腐技术主要包括镀铬防腐和镀镍防腐两种类型。目前油田推广应用的主要是镀镍防腐技术。其基本原理就是利用化学方法，在油套管的内表面或内外表面镀覆一层镍磷合金（Ni₃P）以达到防腐的目的。镀层防腐技术具有镀层硬度高、耐磨、耐腐蚀性能好等优点。目前在用的镀层油管可分为内镀和内外兼镀两种类型。

1.3 玻璃钢防腐工艺技术

玻璃钢是热固性树脂和连续玻璃纤维的结合体。作为一种新型的防腐工艺技术，玻璃钢防腐具有重量轻，防腐性能好等优点，适宜在原油、CO₂、酸、碱、盐等多种环境中使用，目前已经能适应21MPa以下压力油水井的使用条件。

1.4 玻璃钢内衬防腐工艺技术

玻璃钢内衬防腐工艺技术是一种新型的防腐工艺技术。它以钢管为骨架，在钢管内壁衬上了玻璃钢防腐材料，在管外壁也涂覆有防腐涂料，从而从内外两方面同时对管柱进行防腐保护。由于玻璃钢内衬管中含有钢管骨架，因此具有较高的机械性能，能满足大部分油水井作业生产的实际需要。

2、防腐工艺应用情况及评价

2.1 涂料防腐工艺技术

结合胜利采油厂坨30区块的336井，于1995年11月更换了普通油管，1999年10月起管后发现管柱严重腐蚀，其中第192根油管本体出现3处穿孔，油管丝扣均有腐蚀损坏现象。而该区块的3275井于1993年10月更换了涂料油管，1999年11月起管发现，油管外部和丝扣仅有少量的腐蚀，且未出现穿孔现象。对比发现涂料油管在4年以内基本处于轻微腐蚀阶段，此时的腐蚀主要集中在丝扣和节箍上；4年以上才会出现较严重的本体腐蚀现象.如东辛采油厂永12-36井就出现了油管涂料层大面积剥落，造成管柱整体腐蚀严重的现象。此外，由于涂料油管公扣以上20cm左右是作业中液压钳的夹持位置，很容易造成涂料层的损坏脱落，涂料油管液压钳夹持处的寿命约为1年～1.5年。

2.2 镀层防腐工艺技术

1994年以来，胜利油田镍磷镀油管的年使用量逐步增加，目前已达820口，累计用量22000t。从使用情况看，其整体防腐性能良好。如1997年8月河口采油厂对95年3月渤南义4-6-11井下入的镍磷镀油管进行了检查，发现该井管柱基本无腐蚀。临盘采油厂98年对40口分注井进行了跟踪描述，发现35口普通油管井均存在腐蚀现象，而且3年以上未动管柱井丝扣处的腐蚀较为严重，其中有15口井脱扣，而5口镍磷镀油管则几乎没有腐蚀。此外，井下工具采用了镍磷镀防腐技术后，其防腐性能也大幅度提高。如胜一区块采用的镍磷镀工具在井下工作3～4年后，工具的本体腐蚀均不严重。其主要腐蚀部位和涂料管一样仍集中在丝扣、节箍和液压钳的夹持处上。

2.3 玻璃钢防腐工艺技术

胜利油田于1996年8月开始引进美国Smith公司的玻璃钢管进行防腐试验，目前已经在37-K434、34-2463、S3-12等井上应用。

2.4 玻璃钢内衬防腐工艺技术

玻璃钢内衬防腐技术目前主要在胜利油田的临盘采油厂进行了试验。从1998年12月开始已经进行了5口井的试验工作。为了对比玻璃钢防腐技术的效果，临盘采油厂在夏5-239井中同时下入普通油管和玻璃钢内衬管。99年5月起管检查发现，普通油管的外表出现了点蚀和轻微的结垢，但玻璃钢内衬管却没有腐蚀和结垢现象。12月份再次起管检查，普通油管的外表腐蚀进一步加重，出现了较为严重的结垢现象，部分油管的垢厚达5mm，而玻璃钢油管则仍无腐蚀和结垢现象。从目前检管的情况看，玻璃钢内衬防腐技术的应用效果良好。但因使用时间较短，而且仅对夏5-239井进行了检管，因此，该项防腐工艺技术的实际效果还需进一步观察和验证。

3、井下管柱防腐技术的发展方向

胜利油田目前采用的防腐技术的种类虽然较多，但得到大面积推广应用的主要有涂料防腐技术和镀层防腐技术两种。由于涂料油管尚无法解决涂料层大面积脱落的问题，因此在耐腐蚀性能上要逊色于镀层防腐油管。1999年后又推广应用氮化油管，并取得较好效果。因此，氮化和镀层防腐技术将是今后一段时间内油田井下管柱防腐的主要手段。此外，随着玻璃钢防腐技术和玻璃钢内衬防腐技术试验工作的进一步开展，这两种新工艺的良好防腐性能将逐步展现出来。