油田注水管道腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施分析

張柏林

（大慶油田水務(wù)公司水務(wù)工程公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

對于油田注水的腐蝕機(jī)理研究，國內(nèi)外油田領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行了系統(tǒng)的研究，并就如何實現(xiàn)油田注水管道的防腐技術(shù)進(jìn)行試驗。但由于地質(zhì)條件及環(huán)境的因素，管道腐蝕的過程相對復(fù)雜，研究的范圍也相對寬泛。油田注水運(yùn)行環(huán)節(jié)，有幾個關(guān)鍵性影響因素，分別是注水管道及設(shè)備的腐蝕作用、管道堵塞及管道內(nèi)部結(jié)垢，成為油田注水過程的潛在危險源。

1 腐蝕機(jī)理的過程探析

1.1 溫度因素對腐蝕的作用

化學(xué)實驗中的介質(zhì)反應(yīng)過程，電化速率通常與溫度指標(biāo)呈現(xiàn)正比例特征，而溫度指標(biāo)對腐蝕的作用過程，同樣也呈現(xiàn)正相關(guān)性[1,2]。在實驗過程中，選取的四組掛片并將其放置于20℃、40℃、60℃及80℃溫變下的蒸餾水中，觀測在不同的溫度變化下電化學(xué)腐蝕速率；掛片實驗測試表明，當(dāng)環(huán)境中的溫度由低到高的演變過程中，管道金屬設(shè)備的腐蝕性速率也相應(yīng)提升。

1.2 礦化度指標(biāo)對腐蝕的作用

對油田注水系統(tǒng)中的清水系統(tǒng)、出水系統(tǒng)分別取樣，測算進(jìn)、出系統(tǒng)兩端的水質(zhì)[3]。根據(jù)采出水系統(tǒng)中的離子含量指標(biāo)，調(diào)配出供水端口、采出水端口的模擬水，并觀測在不同的溫控條件下，一般是40℃條件下（油田注水水溫）2種模擬水的礦化度指標(biāo)，測算出金屬掛片在模擬溶液的腐蝕速率反應(yīng)進(jìn)程。根據(jù)模擬水的腐蝕結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)采出水端口的礦化度指標(biāo)要高于清水端口，且礦化度指標(biāo)越高，介質(zhì)水的腐蝕作用越強(qiáng)。

1.3 溶解氧指標(biāo)對腐蝕的作用

通過油田模擬水，觀測在掛片構(gòu)件的腐蝕過程，研究在不同溶解氧濃度條件下金屬構(gòu)件腐蝕的演變。通過記錄的實驗數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)模擬溶液中金屬掛片的腐蝕反應(yīng)過程，與溶液中的氧含量指標(biāo)呈正比關(guān)系。

2 油田注水管道防腐技術(shù)

2.1 合理使用防腐劑

從經(jīng)濟(jì)學(xué)視角分析，防腐劑的市場價位普遍較低，主要是有機(jī)型和無機(jī)型兩種，在油田開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。防腐劑在金屬管道的使用過程中，需根據(jù)管道的材質(zhì)及管道厚度等參數(shù)，科學(xué)選擇防腐劑，確保防腐劑藥性揮發(fā)性。

2.2 防腐保護(hù)層

在注水管道的表面涂抹防腐層時，大都需要與防腐劑共同使用，并將涂料涂抹均勻，確保注水管道的隔氧性，防止在金屬管道內(nèi)部氧化反應(yīng)。其次，油田注水管道的防護(hù)層厚度，應(yīng)能緩解注水管道的氧化反應(yīng)速度。

2.3 殺菌劑的使用

在油田注水管道腐蝕的環(huán)境因素中，微生物的生長也是其中一個要素，對微生物的抑制，可選擇通過殺菌劑來實現(xiàn)。經(jīng)過實驗驗證，發(fā)現(xiàn)微生物對殺菌劑具有反噬作用，長期使用殺菌劑微生物會產(chǎn)生抗藥性，無法從根本上消除菌類物質(zhì)。因此在殺菌劑的使用環(huán)節(jié)，大都在油田注水管道的初期階段，無法長時間用于管道防腐。

2.4 環(huán)氧耐溫涂料的使用

由于環(huán)氧耐溫材料的高抗溫特性，在管道防腐過程中隔熱、耐熱性較強(qiáng)，這使得油田注水管道的腐蝕性降低，同時也能防止管道內(nèi)部出現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)。但在實際應(yīng)用過程中，應(yīng)充分考慮環(huán)氧耐溫材料的經(jīng)濟(jì)性，材料的單價相對較高。

2.5 水中除氧法

溶液中除氧的方法有兩種，一是針對不同水質(zhì)，可使用化學(xué)除氧劑；通過對水質(zhì)溶液進(jìn)行加熱，消除溶液中的氧含量；二是通過陰極保護(hù)，在外部電流的作用下轉(zhuǎn)變金屬腐蝕電位，降低金屬管道的腐蝕發(fā)生率。從工程應(yīng)用的視角分析，地埋鋼管的防腐，需綜合防腐層防腐和陽極法陰極保護(hù)方式，實現(xiàn)對管道的防腐，防腐效果較好。

3 結(jié)語

基于對油田注水管道的形成機(jī)理進(jìn)行探究，并根據(jù)不同的金屬管道材質(zhì)、環(huán)境條件及埋設(shè)方式，提出可行性的管道防腐技術(shù)，降低管道的腐蝕作用，確保油田注水管道的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。研究成果對于當(dāng)前油田領(lǐng)域注水管道腐蝕的難題給予借鑒，提高管道防腐的經(jīng)濟(jì)性和開發(fā)效益。