浅谈油田注水管道腐蚀现状与防腐策略研究

陆宏宇

（大庆油田水务公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

腐蚀问题是关系到油田注水管道使用安全性和使用寿命的重要问题，必须要在油田开采作业中对这一问题予以重视，才能充分保证注水管道的正常、合理使用。但就目前来看，油田注水管道腐蚀问题十分严重，不仅降低了注水效果和效率，同时也使得油田开采作业面临着一定的安全风险威胁，如何更好的开展注水管道的防腐工作，也成了现阶段油田开采所必须要解决的重要难题。故而就油田注水管道腐蚀现状及防腐策略进行研究，是非常有必要的，这对提高注水管道的防腐效果、保证其合理使用而言，有着非常积极的现实意义。

1 油田注水管道腐蚀及其机理分析

油田注水管道腐蚀指的是管道在腐蚀因子作用下，而发生电化学反应产生损坏的一个过程。管道腐蚀问题的存在，使得管道应有的作用无法实现，在实施注水作业的时候，会影响到应有注水效率和效果的实现，严重时会无法满足油田注水参数要求，而发生破裂，给注水作业的顺利进行形成干扰作用[1]。注水管道腐蚀根据其腐蚀机理的不同，可以分为不同的类型，油田注水中常见的管道腐蚀类型包括酸碱腐蚀、溶解氧腐蚀、二氧化碳腐蚀、细菌腐蚀等几种类型。

1.1 酸碱腐蚀

酸碱腐蚀指的是注水管道在酸性或者碱性环境中而产生的腐蚀问题，主要是由于注入水在特殊因素作用下，呈现出一定的酸性或碱性特征，在流经管道表面的时候，便会与其表面氧化层发生化学反应，暴露出管道内部的金属成分，进而引起腐蚀问题的发生。

1.2 溶解氧腐蚀

溶解氧腐蚀主要是指所注入的水体中溶解有一定量的氧，其会以电化学的形式，与管道局部发生反应，形成腐蚀问题，造成局部腐蚀速度要快于其他部位，形成管道薄弱点。溶解氧腐蚀与水中的氯化钠浓度之间有着密切的联系，当浓度处于10%以下的时候，其腐蚀速度明显更快。

1.3 二氧化碳腐蚀

二氧化碳腐蚀指的是二氧化碳溶于水后，形成碳酸引起pH值的变化，进而通过电化学作用形成管道腐蚀。尤其是深层水、底层水由于压力的增大，所溶解的二氧化碳含量也比较多，从而会导致其腐蚀情况也比较严重[2]。

1.4 细菌腐蚀

细菌腐蚀指的是由于细菌微生物活动而对管道形成的侵蚀作用。深埋于地下的注水管道，会由于特殊的温度、湿度和氧气含量，为细菌微生物提供一定的滋生环境，导致其附着于管道上形成腐蚀问题，而随着其数量的增多，腐蚀问题也会进一步加剧。油气开采过程中有腐蚀作用的细菌包括硫酸盐还原菌、硫氧化细菌和铁细菌等几种类型。

2 油田注水管道腐蚀现状分析

2.1 管道内部腐蚀

油田注水管道由于所注入的水体中含有二氧化碳、硫化氢及氯离子等物质，使得此类物质在管道内部形成垢下腐蚀，造成管道内部腐蚀物沉积的情况，影响到管道注水效率的实现。现阶段，油田注水管道内部腐蚀问题尤为严重，多有坑状和点状腐蚀块的存在，并存在坑洞状或者沟槽状的缺陷，这势必是无法满足高压注水要求的，其在较高的注水压力下，容易出现穿孔、爆管、开裂等问题，引发严重的事故，给注水作业的顺利进行带来不良影响。

2.2 管道外部腐蚀

管道外部在环境因素的作用下，也会由于土壤环境、应力作用等原因，而产生一定的腐蚀。而根据其外部环境的差异，使得其腐蚀情况也会有所不同。当前油田注水管道由于外部环境的复杂，使得其也呈现出较为复杂的外部腐蚀情况，处于相对稳定环境中的注水管道，其外部腐蚀情况较为轻微，但也有防腐层脱落问题的存在。而处于复杂电化学环境中的注水管道，则外部腐蚀情况较为明显，管壁变薄、穿孔问题时有发生，给注水作业的进行形成了极大的干扰[3]。

3 油田注水管道的防腐策略分析

3.1 防腐涂层结构

防腐涂层指的是在管道表面涂上一层防腐物质，促使其与引起管道腐蚀的作用因素相互隔绝，有效避免腐蚀因子作用与注水管道上而引起腐蚀问题，延长注水管道的使用寿命。考虑到油田注水管道的使用需求，所选择的防腐涂层必须要具备一定的湿态附着力，以避免涂层中出现渗水和水汽等问题，影响到其防腐作用的实现。防腐涂层还应具备的抗酸碱能力，以切实应对水体pH值的变化，避免形成酸碱腐蚀问题。比如说，环氧粉末涂料是由环氧树脂、固化剂等材质所构成的优质防腐材料，其使用中不涉及有机溶剂的挥发，同时还没有针孔，能切实满足注水管道防腐方面的要求，可将其应用于油田注水管道防腐，以取得良好的防腐效果。

3.2 使用防腐药剂

防腐药剂是能够抑制管道腐蚀问题的化学药剂，在注水管道中通过防腐药剂的添加，能使得管道腐蚀问题得到很好的控制，延缓其腐蚀的速度，延长注水管道的使用寿命。防腐药剂根据其类型的不同，有无机药剂和有机药剂两种类型，其使用条件也有所差别，实际进行应用时，要充分考虑注水管道材质特性来进行使用，根据管道厚度及防腐要求，选择合适类型的防腐药剂，并添加合适的量，以起到最佳的防腐效果，切实对管道腐蚀问题起到一定的抑制作用。防腐药剂使用成本较低，在油田注水管道防腐中进行应用，能切实降低防腐成本，提高经济效益[4]。

3.3 杀菌剂的使用

杀菌剂主要是针对细菌腐蚀而采取的一种防腐措施，通过杀菌剂的杀灭作用，有效抑制细菌的繁殖和滋长，促使其对注水管道的腐蚀作用进行有效的控制。但需要注意的是，杀菌剂虽然杀菌效果较好，但其在使用过程中也会容易促使细菌产生一定的耐药性，在后期会增加细菌清除难度，因此从长远的眼光来看，杀菌剂不适合长期使用，否则将会使得其在后期的杀菌效果大大降低，无法解决细菌腐蚀问题。但在注水管道使用初期，依旧可以通过杀菌剂的使用，来起到一个短期杀菌效果，避免细菌腐蚀管道问题的发生，保证一定的防腐效果。

3.4 水中除氧策略

水体中的溶解氧是造成管道腐蚀的一个重要因素，因此对注水管道防腐而言，通过对溶解氧的去除，可有效对溶解氧腐蚀问题进行抑制。水中除氧策略根据原理的不同，有物理除氧和化学除氧两种方法，物理除氧是通过加热的方式，促使水体中溶解的氧被排出，起到除氧的效果。化学除氧则是通过化学药剂的添加，促使其与溶解氧发生反应，起到除氧的目的。通过氧气的去除，能使得水中溶解氧含量降低，使得由此而引起的管道腐蚀问题得到很好的控制，是一种重要的防腐策略[5]。

3.5 表面处理技术

表面处理技术指的是采取物理或者化学方法，对注水管道表面进行处理，促使其表面得以形成一层致密的保护层，阻断内部材质与腐蚀因子的直接接触，从而提高注水管道的耐腐蚀性。表面处理技术包括电镀、电泳、烤漆、磷化、钝化等多种技术工艺，其能有效将不易被氧化腐蚀的材质，附着于管道表面上，形成保护膜，使得管道防腐能力得到提升。

4 结语

综上所述，油田注水管道在实际应用中，会由于酸碱度、二氧化碳、溶解氧、细菌等方面因素的作用，而产生一定的腐蚀问题，严重制约了管道注水效率与效果的提升，造成注水管道无法发挥其应有的作用，对此应当做好防腐工作，通过涂层处理、防腐药剂、杀菌剂、溶解二氧去除，表面处理等几个方面实施防腐处理，提高管道耐腐蚀能力，切实发挥其在油田开采作业中的作用。