關(guān)于油田注水管線防腐措施的探究

嚴(yán)繼發(fā)

(采油一廠砂西采油作業(yè)區(qū)，青海 海西州816400)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，石油的應(yīng)用突破了工業(yè)的領(lǐng)域，開(kāi)始深入到人們的生活中，我國(guó)的大型油田已經(jīng)進(jìn)入了開(kāi)發(fā)的后期，含水量上升，產(chǎn)油量下降。石油作為我國(guó)目前最重要的能源，資源緊缺對(duì)石油領(lǐng)域的科技提出了新的要求。我國(guó)當(dāng)前很多的油田都是通過(guò)向油井注入大量回注水來(lái)進(jìn)行二次采油，回注水中含有硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細(xì)菌等，這些細(xì)菌對(duì)注水管線有很強(qiáng)的腐蝕作用，嚴(yán)重困擾著油氣開(kāi)采和輸送，給油田造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何采取有效措施減少油田注水對(duì)管線的腐蝕，得到了人們的普遍關(guān)注。

一、油田注水管線腐蝕的主要影響因素

油田注水的管線一般是金屬材質(zhì)，因此油田注水管線的腐蝕屬于金屬腐蝕的規(guī)律和特性。以下就主要對(duì)影響金屬管線腐蝕的主要因素進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹。

1 pH值的影響

pH值主要是用于表示溶液酸性或是堿性程度的數(shù)值。在通常的情況下，pH值在4到10之間時(shí)，腐蝕過(guò)程主要是受到了氧擴(kuò)散過(guò)程的控制，這時(shí)的PH值對(duì)于腐蝕的速率沒(méi)有任何的影響；在PH值小于等于4時(shí)，溶液處于酸性范圍內(nèi)，金屬表面的氧化物的覆蓋膜就會(huì)慢慢的溶解，金屬表面直接置于酸性溶液中。因此適當(dāng)?shù)奶岣哂吞镒⑺腜H值，可以有效地解決酸腐蝕的問(wèn)題。當(dāng)PH值在大于10以上的堿性范圍內(nèi)，金屬表面的保護(hù)膜三氧化二鐵會(huì)逐漸具有了鈍化的性能，從而大大的降低了腐蝕速率，但是當(dāng)PH值過(guò)高時(shí)，三氧化二鐵會(huì)逐漸的溶解形成鐵酸鈉，加快金屬的腐蝕。

2二氧化碳的影響

二氧化碳是空氣中常見(jiàn)的化合物，能溶于水，形成碳酸，從而引起電化學(xué)腐蝕。在油井中注入的水中含有大量的二氧化碳，對(duì)于注水管線、油井等井下設(shè)備具有極大的腐蝕性。在碳酸溶液的環(huán)境下，金屬表面不容易形成保護(hù)膜，所以在二氧化碳的濃度逐漸加大的過(guò)程中，金屬的腐蝕速率逐漸的加快。

3水中的溶解氧

在青海油田的注水管線腐蝕中，氧腐蝕是最主要的形式，溶液中即使含有很少濃度的氧，也會(huì)對(duì)金屬造成嚴(yán)重的腐蝕性，如果在溶液中還有二氧化碳或是硫化氫等氣體的存在，對(duì)金屬腐蝕的速率將會(huì)大幅度的上升。氧氣在水中的溶解度和溫度有很大的關(guān)系。

4細(xì)菌

在對(duì)油田的注水中，含有硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細(xì)菌等，經(jīng)過(guò)不斷的實(shí)驗(yàn)證明，水中的細(xì)菌是造成油田注水系統(tǒng)腐蝕一個(gè)極其重要的因素，由于長(zhǎng)期的注水，在注水井周圍形成了一個(gè)低溫層，這就是各種細(xì)菌生長(zhǎng)、繁殖、代謝的“溫床”，細(xì)菌的生長(zhǎng)、繁殖、代謝本身就導(dǎo)致了金屬腐蝕速率的增長(zhǎng)。而在這些細(xì)菌中起主要作用的是硫酸鹽還原菌。

5溫度的影響

溫度對(duì)于金屬的腐蝕速度有重要的影響，實(shí)驗(yàn)證明，在一個(gè)開(kāi)放的體系中，溫度在達(dá)到了八十℃之前，金屬的腐蝕速率是隨著溫度的增加而加快的，當(dāng)達(dá)到了一定的限度后，腐蝕速度逐漸的減小；在封閉的系統(tǒng)中，金屬的腐蝕速率就是根據(jù)溫度的升高而不斷的增加的，在青海油田的注水管所在的溫度范圍從幾度到上百度?？梢?jiàn)溫度對(duì)金屬的腐蝕影響可想而知。

二、我國(guó)主要的管線防腐材料的介紹

1環(huán)氧粉末涂料

環(huán)氧粉末涂料的構(gòu)成主要有環(huán)氧樹(shù)脂、固化劑、顏料以及各種添加劑，環(huán)氧粉末涂料的主要優(yōu)點(diǎn)有很強(qiáng)的防腐性能，一次性的涂厚以后，不易揮發(fā)，涂層平整，牢固等。在經(jīng)過(guò)科研人員的不懈努力以后，制成的重防腐環(huán)氧粉末涂料，具有極強(qiáng)的吸附能力，柔韌性好，硬度高，防腐的性能優(yōu)良等，因此成為了我國(guó)油田主水管道最主要的防腐涂料。

2H87環(huán)氧耐溫涂料

H87環(huán)氧耐溫防腐涂料主要是針對(duì)油田高溫污水、油水罐、管道的嚴(yán)重腐蝕而研制的一種環(huán)氧涂料。涂料分為底漆（H87-l）和面漆（H87-2）兩種，可根據(jù)使用溫度的不同，選擇添加隔熱耐溫材料，成功地解決了隔熱、耐溫、抗起泡的技術(shù)難題。與國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品相比，其耐油、耐水、耐化學(xué)品腐蝕的性能處于領(lǐng)先地位。曾榮獲"軍隊(duì)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎(jiǎng)"和"軍轉(zhuǎn)民高技術(shù)出口產(chǎn)品展覽交易會(huì)金獎(jiǎng)"，這項(xiàng)防腐涂層在青海油田的部分油井使用。

3新型環(huán)氧改性聚氨酯防腐涂料

液體的環(huán)氧樹(shù)脂和甲苯二異氰酸酯發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成了羥基的共聚物，這就是這種新型的環(huán)氧改性聚氨酯重防腐涂料的漆基，在與研制的固化劑相互匹配，新型防腐涂料具有耐酸堿性、耐油性、耐化學(xué)介質(zhì)、附著力強(qiáng)、涂膜強(qiáng)度和耐磨的性能，這種新型的環(huán)氧改性聚氨酯重防腐涂料在油田污水、鹵水管道以及設(shè)備內(nèi)壁中的應(yīng)用取得了良好的效果，在青海油田中的使用壽命達(dá)到了5a。

4 8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料

8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料分為底漆和面漆兩種，該涂料通常采用的是新型的無(wú)毒的固化劑固化涂層，所以和普通的涂料相比，8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料具有自己的特點(diǎn)，固體含量高、溶劑污染小、固化溫度低、土層耐酸性堿性強(qiáng)，耐油、耐水性能優(yōu)越，因此該圖層受到了我國(guó)很多油田的“歡迎”。尤其是在青海油田的注水管道的防腐上的應(yīng)用。

結(jié)語(yǔ)

綜上分析表明在我國(guó)幾乎所有的油井都或多或少的存在著管線腐蝕的現(xiàn)象，對(duì)于油田注水進(jìn)行的第二次開(kāi)發(fā)，其中pH值、二氧化碳、水中的溶解氧、細(xì)菌、溫度等都是管線腐蝕的主要影響因素，在我國(guó)的目前所使用的防腐措施，最直接、最經(jīng)濟(jì)的就是在管道上涂膜防腐涂料，環(huán)氧粉末涂料、H87環(huán)氧耐溫涂料、新型環(huán)氧改性聚氨酯防腐涂料以及8701環(huán)氧樹(shù)脂涂料，它們以耐酸堿性、耐高溫、耐油耐水性能好等特點(diǎn)在我國(guó)的各大油田得到了普遍的應(yīng)用，旨在為了延長(zhǎng)管道的使用壽命，減少經(jīng)濟(jì)損失，提高所產(chǎn)石油的質(zhì)量，緩解我國(guó)的能源危機(jī)。

[1]張平，油田注水管道的腐蝕現(xiàn)狀及防腐措施[J].青海油田，2009.

[2羅慶金等人，青海油田注水和集輸管線結(jié)垢因素及垢組成分析[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)，2005.