油田注水管网的腐蚀机理及防护措施

王中武

摘要：作为我们生活中各种物品的不可或缺的原材料之一，石油能源的重要性越来越大。而在我国目前石油开采现状来看，大部分油气田都已成为开采多年、产量递减严重的老油田。不管是对于新发现的油田还是对于老油田，进行注水开发都是控制油气田递减、保证油气田产量稳定的重要方式。在注水过程中，影响注水的一大问题之一就是注水管网的腐蚀。本文就是对油田注水管网的腐蚀机理及防护措施的浅谈，希望能够为我国的油气田开采带来一定的有益之处。

关键词：油田;注水管网;腐蚀机理;防护

引言

进入二十一世纪以后，随着科学技术的进步，石油能源越来越多的参与到我们的生活之中，成为我们生活中各种物品的不可或缺的原材料之一。作为影响国家安全的战略能源——我国石油能源的产量却随着油田多年来不断开采的进行而下降。作为影响已开采多年的老油田产量的重要因素之一，注水的重要性越来越受到重视。而油田在注水开发过程中，会使用包括同层回注、不同层回注、清水回注以及清污混注等等各种不同的方式，这就会造成水质不配伍等等问题，产生注水设备、注水管网腐蚀结垢、储层污染等等一系列问题[1]。所以，对于油气田开采企业来说，如何对注水管网的腐蚀进行预防以及处理就是减少因注水管网腐蚀带来的环境污染问题、设备损坏问题，等等影响油气田稳定注水，进而影响油气田产量的重要课题。

1 油气田管网产生腐蚀的各类原因分析

1.1 注水管网中的PH数值对注水管道的影响

在液体中，表达酸碱度的方法就是PH数值法。如果一种溶液的PH数值在7以下，那么这种液体的酸碱性就是酸性的。酸性溶液会与金属表面发生氧化作用从而对油田注水管道造成腐蚀破坏。溶液的PH值越小，酸性也就越强，对注水管道的腐蚀作用也就越强。当注水管网中的溶液酸碱性PH值为7时，溶液为中性。当溶液中的PH值大于7时，为碱性。数值越大，碱性越强。当溶液的PH值大于10时，管道表面的一层保护膜三氧化二铁就能够具备钝化能力。这样会使溶液对注水管道的腐蚀速度减慢，但是过高的PH值又会将三氧化二铁反应生成铁酸钠。一旦生成铁酸钠则表明溶液变为酸性，又会促使注水管道腐蚀情况的发生。所以，对于注水管道中的液体进行PH值监测也是注水管线防腐的一项工作内容。

1.2注水管网中的二氧化碳对注水管道的影响

我们知道空气中会含有大量二氧化碳分子，二氧化碳溶于水后就会形成一种弱酸——碳酸。而在碳酸的形成过程中，也就是在二氧化碳与水反应生成碳酸时，就会发生腐蚀现象。这种对注水管线的腐蚀属于电化学腐蚀。在一般情况下，油气田的注入水中本身就含有二氧化碳，注水管线这种埋设在地下的设备长期接触这种含有弱酸性质的水，而目前大部分的注水管线制备金属，主要就是铁。铁的化学属性相对比较活泼，更易于发生反应。随着水中二氧化碳含量的增加，对注水管道的腐蚀作用也就越强。经过日积月累的积累，注水管线就会被腐蚀破坏，造成油气田注入水的泄露。而且由于有些油气田采用污水回注，管道中还会存在并积累一定体积的污油，注水管道发生泄露后，这些污油一并排出，就会造成严重的环境污染问题。再加上目前部分油气田采用二氧化碳吞吐的开发方式，会往地层中先期注入大量二氧化碳，来达到提高采油井产量，提高油气田采收率的目的。但是这样一来，就会使采出的原油溶液携带

1.3注水管网中温度因素对注水管道的影响

温度也是影响注水管道中液体对注水管道腐蚀速度的因素之一。随着注水管网中温度的上升，对注水管道中的金属的腐蚀作用也就越快。

1.4注水管网中细菌对注水管道的影响

作为广泛存在的细菌来说，油气田注入水中也同样会含有大量不同种类的细菌，例如铁细菌、硫酸盐还原菌以及腐生菌等等。这种细菌的过量繁殖也会造成注水管网发生腐蚀现象。而长时间的使用注水管网进行油气田注水，这就会使细菌具备一个相对安稳的生长空间，随着细菌数量的增多，对注水管网的腐蚀速度也会增加。

1.5注水管网中溶解氧对注水管道的影响

注水管网中液体的氧气含量同樣是注水管网中腐蚀发生的因素之一。溶液中的氧气会导致氧腐蚀的发生，温度越高，水中含有的氧浓度也就越高，对注水管网的腐蚀作用也就越强。若是溶液中还含有硫化氢或者是很多二氧化碳的话，那么对注水管网的腐蚀作用就会更加强烈。

2 对注水管网腐蚀的防护措施

2.1 注水管网使用耐腐蚀的金属复合材料加强其抗腐蚀性

在选择注水管网所使用的管线过程中，应该在材料选择上就选用更加耐腐蚀的金属复合材料制成的管线。比如说，选用耐腐蚀的特殊合金，或者是结合油气田地下环境，使用更适应此种环境的材料。例如选用渗铝钢或者是低络合金钢制作而成的注水管线，都具有更强的抗腐蚀作用。

2.2 通过对注水管网的表面增加抗腐蚀膜加强其抗腐蚀性

在注水管线铺设进入地下前，对管线的表面与内部进行加工，附加上一层隔离材料，以隔绝管线外部与土地间的腐蚀和内部注水溶液与管线间的腐蚀，从而增强注水管网的抗腐蚀性能。目前广泛使用的表面处理技术主要有以下两种。第一种是涂层技术。这种技术的特点是使用防腐材料，通过特殊工艺将这种材料喷涂到注水管线上面，从而阻挡各种会造成腐蚀的因子与管线进行接触从而发生腐蚀。这种技术成本较低，而且操作起来简单。而镀层技术与此相类似，也是一种应用较广泛的技术。

2.3 通过改变环境条件加强注水管网的抗腐蚀性

通过改变环境条件来加强注水管网抗腐蚀性的方法主要是采用在注入液体中加入杀菌剂以及缓蚀剂等来消灭注入液体中的细菌达到抗腐蚀的目的。这种化学方法成本较低，操作简单易行，应用相对比较广泛。

结束语

在油气田注水开发过程中，造成注水管网腐蚀的原因很多，抗腐蚀的难度也很大。为提高油气田产量，保证老油田稳产，就要保证油气田注水任务的顺利完成。所以如何顺利做好注水管线的抗腐蚀工作就是一个很重要的问题。

参考文献

[1]刘菊荣，宋绍富.长庆油田注水管网清水腐蚀机理及对策研究[J].石油化工应用，2016，35（12）：130-133.

[2]张志宏，赵震，石鑫，杨新勇，翟双岭.塔河油田注水管网溶解氧腐蚀防治对策[J].工业安全与环保，2014，40（01）：51-53.

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