注水管線的腐蝕機(jī)理及預(yù)防

閆民力

腐蝕現(xiàn)象是石油生產(chǎn)中一種常見的問題，如果注水管線發(fā)生嚴(yán)重腐蝕，則不僅會對管線本身產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，同時(shí)也會造成管線維護(hù)成本的增加。如果腐蝕沒有得到及時(shí)的控制，容易導(dǎo)致油田地面管線的大面積損害，因此，防腐蝕問題也成為了當(dāng)前人們關(guān)注的重點(diǎn)問題。對于主水管線采取有效的防腐蝕措施，應(yīng)當(dāng)首先對腐蝕形成的機(jī)理進(jìn)行全面的分析，才能夠保證預(yù)防措施的有效性。

一、主水管線腐蝕機(jī)理分析

1.化學(xué)腐蝕的產(chǎn)生

在油田注水管網(wǎng)中發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，主要是由于注入井中的水中含有一定量的氯化物和硫酸鹽，這些鹽類對于管線會產(chǎn)生不同程度的腐蝕作用。在腐蝕作用下生成的腐蝕產(chǎn)物，以可溶物為主，而且對于后續(xù)發(fā)生的腐蝕無法起到屏蔽作用，也就是說，會造成腐蝕的進(jìn)一步惡化。同時(shí)，水中所含有的氯化物中的氯離子等活性離子會對管道上的鈍化膜或者是其他保護(hù)膜產(chǎn)中的物質(zhì)產(chǎn)生反應(yīng)，形成原電池反應(yīng)，生強(qiáng)烈的腐蝕作用，甚至?xí)]有被破壞的地區(qū)形成陰極。這樣就會造成已經(jīng)腐蝕的地方會更為嚴(yán)重，最終造成局部腐蝕穿孔。另外，注入水中的溶解氣體也會在滿足反應(yīng)條件時(shí)化學(xué)法學(xué)腐蝕現(xiàn)象，比如在回注的污水中含有大量的硫化氫、二氧化碳等具有腐蝕性的氣體，該氣體對于主水管線會產(chǎn)生腐蝕作用。而污水中含量較高的硫酸鹽離子，容易導(dǎo)致水中硫化氫含量的增加，導(dǎo)致水質(zhì)的惡化，而且在水腫產(chǎn)生硫化鐵等物質(zhì)，對管線造成破壞。

2.溫度對腐蝕的影響

當(dāng)遇到不同的溫度條件，對于腐蝕產(chǎn)生的速度有著一定的影響。在通常情況下，隨著溫度的升高，腐蝕的速率會不斷的增大，然后再下降，當(dāng)腐蝕速度達(dá)到最大溫度之后便會產(chǎn)生下降，主要是由于溫度對于極化率有著重要的影響，溫度的升高會使得水中的氧的溶解度降低，但是其擴(kuò)散的速度會不斷的加快，這也是電解反應(yīng)速度會加快的主要因素。

3.添加劑對腐蝕的影響

在油田開采的現(xiàn)場，根據(jù)實(shí)際需要所使用不同的添加劑濃度，不同的添加劑對于管線的腐蝕速度會產(chǎn)生不同的影響。比如絮凝劑的使用會造成腐蝕速度的明顯增加，而清蠟劑和殺菌劑對于腐蝕速度不會產(chǎn)生明顯的影響，降粘劑和破乳劑的使用則會腐蝕起到一定的緩蝕作用，緩蝕劑的使用則具有明顯的緩蝕能力。另外，同時(shí)加入不同的添加劑時(shí)，由于正負(fù)相之間會產(chǎn)生相互抵消的作用，因此，當(dāng)藥劑同時(shí)加入體系時(shí)不會對腐蝕產(chǎn)生明顯的影響。

4.原油對腐蝕速度的影響

如果管線的水中含有原油，則原油會吸附在管線的表面上，這時(shí)原油中存在的酸性物質(zhì)就會對管線產(chǎn)生腐蝕作用。同時(shí)，在水的動(dòng)力沖刷下，原油在管線表面的吸附作用并不均勻，也會產(chǎn)生動(dòng)態(tài)的吸附和脫附過程，這時(shí)也會對腐蝕的速率產(chǎn)生影響。而隨著原油濃度的不斷增加，腐蝕的速率也會明顯加快。

二、注水管線腐蝕的預(yù)防措施

科學(xué)的預(yù)防措施應(yīng)當(dāng)以對腐蝕機(jī)理客觀的認(rèn)識為基礎(chǔ)，才能夠采取有針對性的防護(hù)措施。筆者認(rèn)為，注水管線腐蝕的預(yù)防措施可以從以下幾個(gè)方面考慮：

1.改善管線材料本身的選擇機(jī)制

在石油注水管線的材料選擇方面，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同的使用環(huán)境選擇不同材質(zhì)，其中在防腐蝕效率方面較強(qiáng)的是鋼材，所以鋼材也成為管材選擇中的首選。同時(shí)對于管材本身要進(jìn)行必要的防護(hù)措施，比如涂層保護(hù)、藥劑防腐等措施。在不用的地質(zhì)條件下，受到溫度、壓力等條件的影響，這時(shí)引起腐蝕的因素也不盡相同，因此要選擇最為科學(xué)的防腐措施，應(yīng)當(dāng)針對上述條件進(jìn)行優(yōu)選，做到因地制宜，在必要的情況下可以多種措施進(jìn)行聯(lián)合使用，會得到更好的防腐效果。

2.水質(zhì)的改善

對于水質(zhì)的改善主要是通過化學(xué)作用的原理，將污水中的成垢例子進(jìn)行提前結(jié)垢，或者加強(qiáng)金屬表面的鈍化，通過改性的注水水質(zhì)的指標(biāo)應(yīng)當(dāng)達(dá)到SY5329-9483類標(biāo)準(zhǔn)，其應(yīng)當(dāng)與油層水和油層巖具有很好的配伍性，儲層適合改性水作為注入水來提高采收率。注入改性水能夠?qū)⒂吞锔g和結(jié)垢的現(xiàn)象得到有效控制，同時(shí)注水井的運(yùn)行狀態(tài)也能保持正常，使得油田開發(fā)指標(biāo)不斷的提升，這對于改善油田的開發(fā)效果有著積極的推動(dòng)作用。

3.緩蝕劑的有效運(yùn)用

緩蝕劑的使用是當(dāng)前油田注水系統(tǒng)中十分常用的一種防腐措施，緩蝕劑的使用對于管線的腐蝕有一定的影響，為了使緩蝕劑的效果得到充分的發(fā)揮，必須要對不同的緩蝕劑的性能有全面的了解，才能夠正確的選擇緩蝕劑，以此達(dá)到理想的緩蝕的效果。對于使用改性水處理技術(shù)的系統(tǒng)，一般不需要使用緩蝕劑，而其他的管線則應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)奶砑泳徫g劑，一般添加的濃度以30mg/L～50mg/L左右為宜。緩蝕劑的使用不僅能夠有效的到防腐的作用，同時(shí)對于管線、設(shè)備等也能夠起到很好的保護(hù)作用。

三、結(jié)束語

油田開采過程中注入的污水成分較為復(fù)雜，在注水過程中受到壓力和流速等因素的變化，容易引起管線的腐蝕和結(jié)垢等現(xiàn)象，因此應(yīng)當(dāng)根據(jù)腐蝕的原因，對腐蝕機(jī)理進(jìn)行有效的研究，進(jìn)而采取科學(xué)的防護(hù)措施，減少腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，并且提高注水井的使用效率。只有根據(jù)不同的腐蝕機(jī)理采取相應(yīng)的防護(hù)措施，才能夠有效的預(yù)防腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

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