| 标题 | 浅析油田油套管腐蚀与防治 |
| 范文 | 齐国森 摘 要：油田的发展会受到油套管腐蚀的影响。油田注水井中的套管普遍受到溶解气体、细菌、溶解盐等的腐蚀，油套管腐蚀还会受到温度、pH值和流速的影响。油田高矿化度水的二氧化碳电化学及SRB仍有一定的腐蚀。流体的冲刷磨蚀及油管连接处的缝隙腐蚀都与油套管的腐蚀形态有一定的关系。 关键词：油套管；腐蚀；防治 中图分类号：TE98 文献标识码：A 油田石油的开采经常受到油套管因腐蚀而损坏的问题。高温、高压、高矿化度及高含水率对油套管的影响，二氧化碳及硫化氢对油套管的影响，还有其他因素的影响，以致油套管经常出现腐蚀现象。通过采取控制与减缓的措施，利用现有的防腐技术，避免油套管腐蚀可减少1/5-1/4，能够很好地解决油套管的井下腐蚀。 1影响油套管腐蚀的因素 管材冶金的特性及其服役的环境经常会引起油套管腐蚀。管材的化学成分与热处理及材料组织结构属于其特性；介质pH值及流速、温度及压力、溶液成分和浓度等属于管材的服役环境。管材与硫化氢、二氧化碳等腐蚀介质接触时，会发生环境敏感性开裂和失重腐蚀。根据腐蚀介质可分为：溶解气体腐蚀、溶解盐类腐蚀及细菌腐蚀等。 1.1溶解气体腐蚀 碳钢会因油气田水中溶解的氧而引起腐蚀。如果溶液中氧的含量低于1 mg/L，就有可能引起严重的腐蚀，溶液同时含有二氧化碳和硫化氢时，腐蚀速度会升高。而有氧浓度、压力及温度都是影响氧腐蚀的主要因素。氧浓度与氧扩散势垒影响碳钢在油气田水中的腐蚀速度。碳钢表面光洁，腐蚀速度快；而在腐蚀过程中，腐蚀产物膜逐渐增多会起到扩散势垒的作用，腐蚀速率会逐渐降低，最终达到稳定。 1.2细菌的腐蚀 油套管中环套空间的液体是相对静止的。环套空间中的细菌会因其中注水的深度的增加、温度的升高，而进行滋生和繁殖。盐酸盐还原菌、铁细菌及粘液菌是其中常见的细菌，盐酸盐还原菌的腐蚀度最严重，几乎占全部腐蚀的一半以上。盐酸盐还原菌以有机物为营养，温度每升高10℃，生长速度就会增加1.5～2.5倍，但到达一定的温度就会受到抑制或死亡。油田企业会因这种细菌聚集物和腐蚀产物进入地层，可能引起地层堵塞，以致导致注水压力上升引起注水量减少，影响油田的产量。 1.3溶解盐的腐蚀 碳钢的腐蚀率会受到油田水中溶解盐类的腐蚀。在中性及碱性盐溶液中，碳钢主要受到氧去极化腐蚀，但会产生钝化膜进行保护，因此比在酸性盐溶液中受到的腐蚀较小。 1.4温度、pH值及流速对油套管的腐蚀分析 1.4.1 温度的影响 为了减少烃类气体的挥发与原油的泄漏，通常会对采油井口采取密封措施。然而，封闭系统中的温度升高会促使溶解气体分压增大，又会导致碳酸氢盐分解出二氧化碳加快腐蚀。同时，缓蚀剂也会因温度的升高分解而失效。 1.4.2 pH值的影响 电化学的氧化还原反应是金属腐蚀过程的本质。这种反应与溶液中的离子浓度有关，也与溶液的pH值有关。pH值<4时，碳钢表面的三氧化二铁覆盖膜就会溶解，碳钢就会与酸性介质直接接触，腐蚀速率快；pH值在4～10时，腐蚀程度主要取决于氧扩散过程，受pH值的影响较小；pH值在10～13，碳钢随pH值的升高，三氧化二铁就会转化成有钝化性质的γ-Fe203保护膜，腐蚀速率就会降低；pH值过高时，碳钢表面的钝化膜又会溶解成可溶性的NaFeO2，腐蚀速率就会加快。 1.4.3介质流速的影响分析 管材的腐蚀也会受到介质流速的影响。A3钢受流速的影响分析：流速小于2m/s时，腐蚀速率会随流速的增大而加快；流速为2m/s左右时，腐蚀速率最高；流速大于2m/s时，腐蚀速率受流速的影响不大。P110 钢受流速影响的分析：流速的增大会加快腐蚀程度。 2油田油套管防治腐蚀技术分析 2.1使用耐腐蚀管材 防治油套管腐蚀的主要措施之一就是选用耐腐蚀管材。选用管材时，不仅要考虑其成分和生产工艺，又要考虑其最终性能和理化性能设计，同时，成本也是选材要考虑的因素。对油套管的服役环境进行全面分析，考虑腐蚀类型与严重程度，各种腐蚀因素的交叉作用，并确定井况和不同阶段的腐蚀程度；选定的材质进行腐蚀测定，考虑技术的可行性与经济因素，最终确定最佳材质。 2.2涂镀层防治腐蚀技术分析 通过在管材表面涂镀耐腐蚀涂层，能够有效避免管材在极其严酷与复杂环境下，与腐蚀介质的隔绝，起到防治腐蚀的效果。金属覆盖层、非金属覆盖层及化学转化覆盖层是涂镀层油套管防治腐蚀采用的措施。容易腐蚀的金属表面被耐腐蚀的金属或合金完全遮盖起来属于金属覆盖层保护。它包含电镀、热镀、渗镀、化学镀和物理及化学气相镀等。有机涂层和无机涂层称为非金属覆盖层。磷化处理、氧化处理、钝化处理称为化学转化膜覆盖层。由于油气井作业具有很大的复杂性，以至于使用防腐涂层虽然能极大提高油套管的抗腐蚀能力，但仍有很大的限制。 2.3电化学防治腐蚀技术分析 阳极保护与阴极保护是根据电化学保护的保护原理划分的。而阳极保护应用较少。阴极保护分为两种情况：外加电流阴极保护与牺牲阳极阴极保护。把被保护金属与直流电源的负极连接，利用外加阴极电流实施阴极极化，达到防治腐蚀的目的即阴极保护。把一个电位更负的金属，与被保护金属的阳极相接，使被保护金属阴极极化，从而达到保护的目的即牺牲阳极阴极保护。运用不同的阴极保护须根据油套管的材质不同和油套管的服役环境不同而决定，目的都是减缓和防止油套管的外壁遭到腐蚀。 2.4化学防治腐蚀技术分析 通过加注化学保护液，具有缓蚀、杀菌与防垢的效果，改善注水井水质进而达到防治腐蚀防垢的效果。种类不同的腐蚀介质和被保护金属应选择不同的缓蚀剂。 结语 油田油套管腐蚀与防治的研究，对油田的经济效益和社会效益具有重要意义。油田腐蚀环境各不相同，油套管的腐蚀程度与防治技术都有其局限性，应准确分析油套管的服役环境，研究油套管在不同条件下的腐蚀规律，才能准确防治油套管的腐蚀。 参考文献 [1]郑振兴.注水井套损机理与理论模型研究[R].中国石油大学，2007 . [2]张强.江苏油田套损腐蚀机理研究[R].南京工业大学，2005. |
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