油套管腐蝕與防護技術發(fā)展現(xiàn)狀分析

王勇

（大慶油田裝備制造集團油田專用產(chǎn)品制造分公司油管制造廠，黑龍江 大慶 163000）

隨著經(jīng)濟水平的不斷提升，全球范圍內的石油能源需求量不斷增加，石油開采成本和投入也相繼提高。油套管腐蝕問題是石油開采中的重要問題，已經(jīng)成為了影響石油開采工業(yè)健康發(fā)展的一個難題。目前，國內外針對于油套管腐蝕問題進行了詳細研究，在分析影響油套管腐蝕介質、機理的基礎上，提出了應用性較強的防護技術。因此，在對油套管腐蝕與防護技術的發(fā)展研究中，要對國內外的現(xiàn)狀進行充分了解，從而為我國油套管腐蝕防護技術的開展提供有利的借鑒條件。

1 油套管腐蝕的機理分析

套管是油井中的重要組成部分，也是油井不可喪失的重要部分，所以說提高套管的防腐性能，就是在延長油井的使用壽命。

影響套管腐蝕的因素。首先，溶解性氣體的腐蝕。在油氣田水中溶解的氧成分，會造成碳鋼的腐蝕。一般情況下，氧含量每升低于1mg就會出現(xiàn)對腐蝕碳鋼的問題，而此時，水中同時存在二氧化碳或者其他的氣體成分，腐蝕的速度就會急速升高。與此同時，對腐蝕程度產(chǎn)生較大影響的是氧的濃度、溫度和壓力等。其次，溶解性鹽腐蝕。在油水中溶解鹽對于碳鋼的影響也是極大的。碳鋼在堿性的溶液當中會發(fā)生氧去極化的腐蝕問題，進而在碳鋼表面性鈍化膜，但與酸性溶液相比腐蝕速率相對較低。

油套管腐蝕呈現(xiàn)出的特點分析。首先，由于腐蝕介質的存在具有多向性的特點，所以，不同介質對于油套管的腐蝕程度也是不一樣的，但各類介質之間會相互促進進而加速了油套管的腐蝕速度。其次，受油套管所處環(huán)境溫度和高低壓的不同，對于油套管的腐蝕速度和程度都是不同的。最后，在油氣田中會對油套管產(chǎn)生腐蝕的介質有氧氣、二氧化碳等，在這些介質中氧氣產(chǎn)生的腐蝕是最大的。

油套管腐蝕呈現(xiàn)出的類型。油套管所處的環(huán)境較為惡劣，所以產(chǎn)生的腐蝕因素的因素也是很大的，多種因素同時作用于油套管，對此進行腐蝕，必然會加大油套管的腐速度。從對油套管處所溫度的分析，產(chǎn)生的腐蝕類型主要分為以下幾種：首先，在低溫環(huán)境下，由于氫氣介質的侵蝕，會造成油套管的開裂、坑蝕等；其次，在常溫環(huán)境下，硫化物對油套管產(chǎn)生腐蝕，會發(fā)生開裂現(xiàn)象；最后，在高溫環(huán)境下，油套管會出現(xiàn)被均勻腐蝕、被點蝕、縫隙腐蝕和應力腐蝕等幾種現(xiàn)象。

油田開采環(huán)境對于油套管的要求。從油套管腐蝕的特征來分析，當油套管處于工作過程中時，必須要同時滿足力學和環(huán)境兩個方面的需求。因此，油套管自身就要具備超高性能的防腐蝕能力和耐磨損能力。同時，還需要油套管具有較強的強度，這樣才會阻止由于應力過大出現(xiàn)開裂的問題。另外，要保證油套管的密封性能，以防止由于外部氣體入侵造成油套管內部出現(xiàn)迅速腐蝕的現(xiàn)象。

2 油套管腐蝕的防護技術

油套管作為油田開采的關鍵部分，在油田開采中對保證油田的穩(wěn)定性，確保油田開采系統(tǒng)的安全運行等具有非常重要的意義。由于油套管所處工作環(huán)境較為惡劣和復雜，所以在油套管表面經(jīng)常會出現(xiàn)由于多種因素造成的腐蝕現(xiàn)象，進而降低了油套管的使用壽命，嚴重者還會發(fā)生安全隱患問題。因此，在油田開采過程中，要做好油套管腐蝕防護技術水平的提升，提高油套管的使用性能和耐腐蝕性，以此保證油套管工作的穩(wěn)定性，降低風險發(fā)生的幾率。

2.1 選擇腐蝕性能高和耐腐蝕的管道材料

應用防腐性能高的管道材料是提升油套管防腐效果的第一步，所以在對油套管進行防腐處理時首先就要對主要的腐蝕介質進行分析，然后結合成本控制因素選擇最適合的防腐材料。在一般情況下，在選擇防腐管材時主要可以從以下兩個方面考慮：首先，對油套管所處的工作環(huán)境進行分析，對未來可能會發(fā)生的腐蝕情況進行預測，并對可能會產(chǎn)生的腐蝕類型和程度進行評估。其次，對將要應用的管道材料進行腐蝕測試，觀察腐蝕測試是否通過了管材的實際需求，同時還要從成本等方面對管材應用的經(jīng)濟性與使用性進行分析，在綜合考量后選擇最適合的管材。

2.2 在油套管中注入緩蝕劑

緩蝕劑的在管道中的注入是十分常見的腐蝕處理方式，緩蝕劑在注入油套管中后，能夠稀釋腐蝕介質，后者在管道壁上形成一層保護膜，以阻擋腐蝕介質與管道之間的接觸，進而達到防止腐蝕的目的。此技術在實踐應用中效果較為顯著，但在具體的應用過程中，需要對油套管所處的工作環(huán)境進行仔細分析，比如，油套管工作環(huán)境的壓力、介質因素以及溫度等，以便于為緩蝕劑類型和數(shù)量的選擇提供科學的依據(jù)。

在油套管防腐蝕處理過程中采取緩蝕劑注入的形式，能夠迅速地形成保護層，降低腐蝕發(fā)生的概率，這種防腐技術成本較低，但是處理難度較大，需要耗費很多的時間，對于油井的正常開采具有一定的影響。

2.3 采用鍍層涂抹的防腐蝕技術

在油套管的表面進行鍍層的涂抹也能夠阻止腐蝕介質與管材之間的接觸，進而達到防腐蝕的效果。鍍層涂抹技術在管材防腐中的應用，主要是因為其本身具有很好的防腐性能，通過金屬或者合金的形式在管材上面形成保護膜，這層保護膜可以通過化學膜、熱膜和電鍍膜的形式存在。而非金屬的鍍層膜分為有機鍍層和無機鍍層。鍍膜防腐技術在油套管防腐中的應用，能夠極大地提升油套管的防腐性能，但目前油井的環(huán)境對此項技術的應用產(chǎn)生了很大的阻礙。

針對于鍍層涂抹防腐技術的應用，不同的專家學者和實踐人員進行了具體的分析。李巖針對此項技術的應用，采取了不同的方法，在N80油套管表面上制備了化學鍍Ni-P、電鍍Zn-Ni、熱噴涂Ni-Cr-Fe=Ta-Mo-Ti合金鍍層，經(jīng)過實驗得知，能夠極大地提升油套管的防腐蝕性能。林乃明利用熱滲鍍技術在油套管上配制了Ni基合金層，能夠極大地提高油套管的防腐蝕性能。張智利用特種高分子的有機聚合物，配制了綜合性能很高的MPS防腐涂層，在此基礎上進行了納米技術的研制，并在MPS防腐涂層當中加入了多種納米材料，使納米分散問題得到了有效的解決，同時使MPS防腐涂層具有了很強的防腐蝕性能和防垢性能。

2.4 電化學防腐技術

此項技術在油套管防腐中的應用分為陽極保護和陰極保護兩種。在油氣田開采中，一般應用較為普遍的是陰極保護的形式。陰極保護分為外加電流保護和犧牲陽極陰極保護兩種方式。第一種方式是對陰極電流進行陽極化處理，從而降低了腐蝕速度。而第二種是使被保護金屬陰極極化得到有效保護的方式。這兩種方法在具體的應用過程中，需要根據(jù)油套管材質以及應用期限的不同進行科學的選擇。在油套管防腐實踐處理實踐中得知，采取陰極保護的方式能夠減緩或者防止外壁腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結語

綜上所述，油田開采工作環(huán)境相對復雜和惡劣，油套管受多種因素的影響，極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，從而對油套管的使用穩(wěn)定性以及油田開采的安全性等造成不利的影響。因此，為了有效地解決這些問題，就要提高油套管的防腐蝕性能，保持其穩(wěn)定性和安全性。但由于目前條件的限制，各種技術在應用中仍存在很大的局限性，所以在具體的工作處理中會采用綜合防護的方式，以彌單一技術的不足，以此提升油套管的防腐性能，降低管道使用成本，提升油田開采的經(jīng)濟效益。