油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施

油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施

1前言

注水采油技术是国内各大油田提高原油采收率的主要方法，随着油田开采时间的增长，注水水质的不断恶化，硫酸盐氧化还原菌的不断增多，油田井下管柱和输油管线的腐蚀及结垢问题，一直是困扰油气开采和输送的’顽症’，所造成的严重损失令人触目惊心。据2003年9月对我国第二大油田——胜利油田的调查发现，11个采油厂8000余口注水井、总长度1583万m的统计，平均腐蚀速度达1．5mm／a，平均穿孔率达2．4次／(km·a)。在部分严重损失区块，管线换新周期不足3a，最短的仅(3～4)个月，所报废的注水管柱中有90％以上是因腐蚀、结垢而造成，整个胜利油田由于腐蚀引起的管柱、管线材料费直接经济损失就达3亿元，并由于更换管柱、管线影响作业和生产，导致间接经济损失达10亿元左右。而全国各大油田的管线和管柱到2001年年底，总计高达10亿余米，这方面的损失更分别高达100亿元和1000亿元之多。因此，研究注水系统的腐蚀规律及防腐蚀措施刻不容缓，具有重要的意义。

2油田注水管道腐蚀的影响因素

油田注水管道的腐蚀也符合金属腐蚀的一般规律，主要影响因素

有：

(1)pH值。一般情况下，当pH值在4～10时，腐蚀过程主要受氧扩散过程控制，腐蚀速率不受PH值影响。在PH值不大于4的酸性范围内，碳钢表面的氧化物覆盖膜将完全溶解，致使钢铁表面和酸性介质直接接触。因此，提高注水PH值，可以解决酸蚀问题，但不一定能解决其它腐蚀类型。从理论上讲，注水的最佳pH值应为7。当pH值在10～13的碱性范围内时，随碳钢表面的pH值升高，Fe2O3覆盖膜逐渐转化为具有钝化性能的r—Fe2O3保护膜，腐蚀速率会有所下降。但是当pH值过高时，腐蚀速率又会上升，其原因是碳钢表面的钝化膜溶解成可溶性的铁酸钠(NaFeO2)。

(2)溶解氧。氧腐蚀是油田注水系统的主要腐蚀形式之一。溶液中含有极低浓度的氧(低于1mg／L)就可造成极为严重的腐蚀，如果同时有H2S或CO2气体存在，腐蚀速度会急剧升高。O2在水中的溶解度取决于温度、压力和水中Cl-的含量。O2的腐蚀一般为局部腐蚀，其局部腐蚀速率为其平均腐蚀速率的(2～4)倍。

(3)二氧化碳。CO2可以溶解在水中，生成碳酸，引起电化学腐蚀。特别是在深处地层水中含有大量的CO2，对油管等井下设备具有较大的腐蚀性。钢材二氧化碳腐蚀的产物都是易溶的，不易形成保护膜，

因此随CO2浓度的增加，腐蚀速度增加非常快。二氧化碳的溶解度是温度、压力以及水的组成的函数。

(4)硫化氢。H2s溶于水呈酸性，增加水的腐蚀性；H2S具有很强的还原性，可以被水中的溶解氧氧化为硫而沉积析出。随H2s浓度的增加，腐蚀速度增大；达到一定浓度时，腐蚀速度达到最大值；然后随浓度的增加而减小，最后趋于恒定。水中的溶解盐类和溶解的二氧化碳对硫化氢的腐蚀也有一定的影响。

(5)溶解盐。