淺談油田注水管道腐蝕現(xiàn)狀與防腐策略研究

陸宏宇

（大慶油田水務(wù)公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

腐蝕問題是關(guān)系到油田注水管道使用安全性和使用壽命的重要問題，必須要在油田開采作業(yè)中對這一問題予以重視，才能充分保證注水管道的正常、合理使用。但就目前來看，油田注水管道腐蝕問題十分嚴重，不僅降低了注水效果和效率，同時也使得油田開采作業(yè)面臨著一定的安全風(fēng)險威脅，如何更好的開展注水管道的防腐工作，也成了現(xiàn)階段油田開采所必須要解決的重要難題。故而就油田注水管道腐蝕現(xiàn)狀及防腐策略進行研究，是非常有必要的，這對提高注水管道的防腐效果、保證其合理使用而言，有著非常積極的現(xiàn)實意義。

1 油田注水管道腐蝕及其機理分析

油田注水管道腐蝕指的是管道在腐蝕因子作用下，而發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生損壞的一個過程。管道腐蝕問題的存在，使得管道應(yīng)有的作用無法實現(xiàn)，在實施注水作業(yè)的時候，會影響到應(yīng)有注水效率和效果的實現(xiàn)，嚴重時會無法滿足油田注水參數(shù)要求，而發(fā)生破裂，給注水作業(yè)的順利進行形成干擾作用[1]。注水管道腐蝕根據(jù)其腐蝕機理的不同，可以分為不同的類型，油田注水中常見的管道腐蝕類型包括酸堿腐蝕、溶解氧腐蝕、二氧化碳腐蝕、細菌腐蝕等幾種類型。

1.1 酸堿腐蝕

酸堿腐蝕指的是注水管道在酸性或者堿性環(huán)境中而產(chǎn)生的腐蝕問題，主要是由于注入水在特殊因素作用下，呈現(xiàn)出一定的酸性或堿性特征，在流經(jīng)管道表面的時候，便會與其表面氧化層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，暴露出管道內(nèi)部的金屬成分，進而引起腐蝕問題的發(fā)生。

1.2 溶解氧腐蝕

溶解氧腐蝕主要是指所注入的水體中溶解有一定量的氧，其會以電化學(xué)的形式，與管道局部發(fā)生反應(yīng)，形成腐蝕問題，造成局部腐蝕速度要快于其他部位，形成管道薄弱點。溶解氧腐蝕與水中的氯化鈉濃度之間有著密切的聯(lián)系，當濃度處于10%以下的時候，其腐蝕速度明顯更快。

1.3 二氧化碳腐蝕

二氧化碳腐蝕指的是二氧化碳溶于水后，形成碳酸引起pH值的變化，進而通過電化學(xué)作用形成管道腐蝕。尤其是深層水、底層水由于壓力的增大，所溶解的二氧化碳含量也比較多，從而會導(dǎo)致其腐蝕情況也比較嚴重[2]。

1.4 細菌腐蝕

細菌腐蝕指的是由于細菌微生物活動而對管道形成的侵蝕作用。深埋于地下的注水管道，會由于特殊的溫度、濕度和氧氣含量，為細菌微生物提供一定的滋生環(huán)境，導(dǎo)致其附著于管道上形成腐蝕問題，而隨著其數(shù)量的增多，腐蝕問題也會進一步加劇。油氣開采過程中有腐蝕作用的細菌包括硫酸鹽還原菌、硫氧化細菌和鐵細菌等幾種類型。

2 油田注水管道腐蝕現(xiàn)狀分析

2.1 管道內(nèi)部腐蝕

油田注水管道由于所注入的水體中含有二氧化碳、硫化氫及氯離子等物質(zhì)，使得此類物質(zhì)在管道內(nèi)部形成垢下腐蝕，造成管道內(nèi)部腐蝕物沉積的情況，影響到管道注水效率的實現(xiàn)。現(xiàn)階段，油田注水管道內(nèi)部腐蝕問題尤為嚴重，多有坑狀和點狀腐蝕塊的存在，并存在坑洞狀或者溝槽狀的缺陷，這勢必是無法滿足高壓注水要求的，其在較高的注水壓力下，容易出現(xiàn)穿孔、爆管、開裂等問題，引發(fā)嚴重的事故，給注水作業(yè)的順利進行帶來不良影響。

2.2 管道外部腐蝕

管道外部在環(huán)境因素的作用下，也會由于土壤環(huán)境、應(yīng)力作用等原因，而產(chǎn)生一定的腐蝕。而根據(jù)其外部環(huán)境的差異，使得其腐蝕情況也會有所不同。當前油田注水管道由于外部環(huán)境的復(fù)雜，使得其也呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的外部腐蝕情況，處于相對穩(wěn)定環(huán)境中的注水管道，其外部腐蝕情況較為輕微，但也有防腐層脫落問題的存在。而處于復(fù)雜電化學(xué)環(huán)境中的注水管道，則外部腐蝕情況較為明顯，管壁變薄、穿孔問題時有發(fā)生，給注水作業(yè)的進行形成了極大的干擾[3]。

3 油田注水管道的防腐策略分析

3.1 防腐涂層結(jié)構(gòu)

防腐涂層指的是在管道表面涂上一層防腐物質(zhì)，促使其與引起管道腐蝕的作用因素相互隔絕，有效避免腐蝕因子作用與注水管道上而引起腐蝕問題，延長注水管道的使用壽命。考慮到油田注水管道的使用需求，所選擇的防腐涂層必須要具備一定的濕態(tài)附著力，以避免涂層中出現(xiàn)滲水和水汽等問題，影響到其防腐作用的實現(xiàn)。防腐涂層還應(yīng)具備的抗酸堿能力，以切實應(yīng)對水體pH值的變化，避免形成酸堿腐蝕問題。比如說，環(huán)氧粉末涂料是由環(huán)氧樹脂、固化劑等材質(zhì)所構(gòu)成的優(yōu)質(zhì)防腐材料，其使用中不涉及有機溶劑的揮發(fā)，同時還沒有針孔，能切實滿足注水管道防腐方面的要求，可將其應(yīng)用于油田注水管道防腐，以取得良好的防腐效果。

3.2 使用防腐藥劑

防腐藥劑是能夠抑制管道腐蝕問題的化學(xué)藥劑，在注水管道中通過防腐藥劑的添加，能使得管道腐蝕問題得到很好的控制，延緩其腐蝕的速度，延長注水管道的使用壽命。防腐藥劑根據(jù)其類型的不同，有無機藥劑和有機藥劑兩種類型，其使用條件也有所差別，實際進行應(yīng)用時，要充分考慮注水管道材質(zhì)特性來進行使用，根據(jù)管道厚度及防腐要求，選擇合適類型的防腐藥劑，并添加合適的量，以起到最佳的防腐效果，切實對管道腐蝕問題起到一定的抑制作用。防腐藥劑使用成本較低，在油田注水管道防腐中進行應(yīng)用，能切實降低防腐成本，提高經(jīng)濟效益[4]。

3.3 殺菌劑的使用

殺菌劑主要是針對細菌腐蝕而采取的一種防腐措施，通過殺菌劑的殺滅作用，有效抑制細菌的繁殖和滋長，促使其對注水管道的腐蝕作用進行有效的控制。但需要注意的是，殺菌劑雖然殺菌效果較好，但其在使用過程中也會容易促使細菌產(chǎn)生一定的耐藥性，在后期會增加細菌清除難度，因此從長遠的眼光來看，殺菌劑不適合長期使用，否則將會使得其在后期的殺菌效果大大降低，無法解決細菌腐蝕問題。但在注水管道使用初期，依舊可以通過殺菌劑的使用，來起到一個短期殺菌效果，避免細菌腐蝕管道問題的發(fā)生，保證一定的防腐效果。

3.4 水中除氧策略

水體中的溶解氧是造成管道腐蝕的一個重要因素，因此對注水管道防腐而言，通過對溶解氧的去除，可有效對溶解氧腐蝕問題進行抑制。水中除氧策略根據(jù)原理的不同，有物理除氧和化學(xué)除氧兩種方法，物理除氧是通過加熱的方式，促使水體中溶解的氧被排出，起到除氧的效果。化學(xué)除氧則是通過化學(xué)藥劑的添加，促使其與溶解氧發(fā)生反應(yīng)，起到除氧的目的。通過氧氣的去除，能使得水中溶解氧含量降低，使得由此而引起的管道腐蝕問題得到很好的控制，是一種重要的防腐策略[5]。

3.5 表面處理技術(shù)

表面處理技術(shù)指的是采取物理或者化學(xué)方法，對注水管道表面進行處理，促使其表面得以形成一層致密的保護層，阻斷內(nèi)部材質(zhì)與腐蝕因子的直接接觸，從而提高注水管道的耐腐蝕性。表面處理技術(shù)包括電鍍、電泳、烤漆、磷化、鈍化等多種技術(shù)工藝，其能有效將不易被氧化腐蝕的材質(zhì)，附著于管道表面上，形成保護膜，使得管道防腐能力得到提升。

4 結(jié)語

綜上所述，油田注水管道在實際應(yīng)用中，會由于酸堿度、二氧化碳、溶解氧、細菌等方面因素的作用，而產(chǎn)生一定的腐蝕問題，嚴重制約了管道注水效率與效果的提升，造成注水管道無法發(fā)揮其應(yīng)有的作用，對此應(yīng)當做好防腐工作，通過涂層處理、防腐藥劑、殺菌劑、溶解二氧去除，表面處理等幾個方面實施防腐處理，提高管道耐腐蝕能力，切實發(fā)揮其在油田開采作業(yè)中的作用。