油田注水管網的腐蝕機理及防護措施

王中武

摘要：作為我們生活中各種物品的不可或缺的原材料之一，石油能源的重要性越來越大。而在我國目前石油開采現狀來看，大部分油氣田都已成為開采多年、產量遞減嚴重的老油田。不管是對于新發現的油田還是對于老油田，進行注水開發都是控制油氣田遞減、保證油氣田產量穩定的重要方式。在注水過程中，影響注水的一大問題之一就是注水管網的腐蝕。本文就是對油田注水管網的腐蝕機理及防護措施的淺談，希望能夠為我國的油氣田開采帶來一定的有益之處。

關鍵詞：油田;注水管網;腐蝕機理;防護

引言

進入二十一世紀以后，隨著科學技術的進步，石油能源越來越多的參與到我們的生活之中，成為我們生活中各種物品的不可或缺的原材料之一。作為影響國家安全的戰略能源——我國石油能源的產量卻隨著油田多年來不斷開采的進行而下降。作為影響已開采多年的老油田產量的重要因素之一，注水的重要性越來越受到重視。而油田在注水開發過程中，會使用包括同層回注、不同層回注、清水回注以及清污混注等等各種不同的方式，這就會造成水質不配伍等等問題，產生注水設備、注水管網腐蝕結垢、儲層污染等等一系列問題[1]。所以，對于油氣田開采企業來說，如何對注水管網的腐蝕進行預防以及處理就是減少因注水管網腐蝕帶來的環境污染問題、設備損壞問題，等等影響油氣田穩定注水，進而影響油氣田產量的重要課題。

1 油氣田管網產生腐蝕的各類原因分析

1.1 注水管網中的PH數值對注水管道的影響

在液體中，表達酸堿度的方法就是PH數值法。如果一種溶液的PH數值在7以下，那么這種液體的酸堿性就是酸性的。酸性溶液會與金屬表面發生氧化作用從而對油田注水管道造成腐蝕破壞。溶液的PH值越小，酸性也就越強，對注水管道的腐蝕作用也就越強。當注水管網中的溶液酸堿性PH值為7時，溶液為中性。當溶液中的PH值大于7時，為堿性。數值越大，堿性越強。當溶液的PH值大于10時，管道表面的一層保護膜三氧化二鐵就能夠具備鈍化能力。這樣會使溶液對注水管道的腐蝕速度減慢，但是過高的PH值又會將三氧化二鐵反應生成鐵酸鈉。一旦生成鐵酸鈉則表明溶液變為酸性，又會促使注水管道腐蝕情況的發生。所以，對于注水管道中的液體進行PH值監測也是注水管線防腐的一項工作內容。

1.2注水管網中的二氧化碳對注水管道的影響

我們知道空氣中會含有大量二氧化碳分子，二氧化碳溶于水后就會形成一種弱酸——碳酸。而在碳酸的形成過程中，也就是在二氧化碳與水反應生成碳酸時，就會發生腐蝕現象。這種對注水管線的腐蝕屬于電化學腐蝕。在一般情況下，油氣田的注入水中本身就含有二氧化碳，注水管線這種埋設在地下的設備長期接觸這種含有弱酸性質的水，而目前大部分的注水管線制備金屬，主要就是鐵。鐵的化學屬性相對比較活潑，更易于發生反應。隨著水中二氧化碳含量的增加，對注水管道的腐蝕作用也就越強。經過日積月累的積累，注水管線就會被腐蝕破壞，造成油氣田注入水的泄露。而且由于有些油氣田采用污水回注，管道中還會存在并積累一定體積的污油，注水管道發生泄露后，這些污油一并排出，就會造成嚴重的環境污染問題。再加上目前部分油氣田采用二氧化碳吞吐的開發方式，會往地層中先期注入大量二氧化碳，來達到提高采油井產量，提高油氣田采收率的目的。但是這樣一來，就會使采出的原油溶液攜帶

1.3注水管網中溫度因素對注水管道的影響

溫度也是影響注水管道中液體對注水管道腐蝕速度的因素之一。隨著注水管網中溫度的上升，對注水管道中的金屬的腐蝕作用也就越快。

1.4注水管網中細菌對注水管道的影響

作為廣泛存在的細菌來說，油氣田注入水中也同樣會含有大量不同種類的細菌，例如鐵細菌、硫酸鹽還原菌以及腐生菌等等。這種細菌的過量繁殖也會造成注水管網發生腐蝕現象。而長時間的使用注水管網進行油氣田注水，這就會使細菌具備一個相對安穩的生長空間，隨著細菌數量的增多，對注水管網的腐蝕速度也會增加。

1.5注水管網中溶解氧對注水管道的影響

注水管網中液體的氧氣含量同樣是注水管網中腐蝕發生的因素之一。溶液中的氧氣會導致氧腐蝕的發生，溫度越高，水中含有的氧濃度也就越高，對注水管網的腐蝕作用也就越強。若是溶液中還含有硫化氫或者是很多二氧化碳的話，那么對注水管網的腐蝕作用就會更加強烈。

2 對注水管網腐蝕的防護措施

2.1 注水管網使用耐腐蝕的金屬復合材料加強其抗腐蝕性

在選擇注水管網所使用的管線過程中，應該在材料選擇上就選用更加耐腐蝕的金屬復合材料制成的管線。比如說，選用耐腐蝕的特殊合金，或者是結合油氣田地下環境，使用更適應此種環境的材料。例如選用滲鋁鋼或者是低絡合金鋼制作而成的注水管線，都具有更強的抗腐蝕作用。

2.2 通過對注水管網的表面增加抗腐蝕膜加強其抗腐蝕性

在注水管線鋪設進入地下前，對管線的表面與內部進行加工，附加上一層隔離材料，以隔絕管線外部與土地間的腐蝕和內部注水溶液與管線間的腐蝕，從而增強注水管網的抗腐蝕性能。目前廣泛使用的表面處理技術主要有以下兩種。第一種是涂層技術。這種技術的特點是使用防腐材料，通過特殊工藝將這種材料噴涂到注水管線上面，從而阻擋各種會造成腐蝕的因子與管線進行接觸從而發生腐蝕。這種技術成本較低，而且操作起來簡單。而鍍層技術與此相類似，也是一種應用較廣泛的技術。

2.3 通過改變環境條件加強注水管網的抗腐蝕性

通過改變環境條件來加強注水管網抗腐蝕性的方法主要是采用在注入液體中加入殺菌劑以及緩蝕劑等來消滅注入液體中的細菌達到抗腐蝕的目的。這種化學方法成本較低，操作簡單易行，應用相對比較廣泛。

結束語

在油氣田注水開發過程中，造成注水管網腐蝕的原因很多，抗腐蝕的難度也很大。為提高油氣田產量，保證老油田穩產，就要保證油氣田注水任務的順利完成。所以如何順利做好注水管線的抗腐蝕工作就是一個很重要的問題。

參考文獻

[1]劉菊榮，宋紹富.長慶油田注水管網清水腐蝕機理及對策研究[J].石油化工應用，2016，35（12）：130-133.

[2]張志宏，趙震，石鑫，楊新勇，翟雙嶺.塔河油田注水管網溶解氧腐蝕防治對策[J].工業安全與環保，2014，40（01）：51-53.

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