關于油田注水管線防腐措施的探究

嚴繼發

(采油一廠砂西采油作業區，青海 海西州816400)

隨著我國國民經濟的發展和人們生活水平的提高，石油的應用突破了工業的領域，開始深入到人們的生活中，我國的大型油田已經進入了開發的后期，含水量上升，產油量下降。石油作為我國目前最重要的能源，資源緊缺對石油領域的科技提出了新的要求。我國當前很多的油田都是通過向油井注入大量回注水來進行二次采油，回注水中含有硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌等，這些細菌對注水管線有很強的腐蝕作用，嚴重困擾著油氣開采和輸送，給油田造成了巨大的經濟損失。如何采取有效措施減少油田注水對管線的腐蝕，得到了人們的普遍關注。

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，因此油田注水管線的腐蝕屬于金屬腐蝕的規律和特性。以下就主要對影響金屬管線腐蝕的主要因素進行簡要的介紹。

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值。在通常的情況下，pH值在4到10之間時，腐蝕過程主要是受到了氧擴散過程的控制，這時的PH值對于腐蝕的速率沒有任何的影響；在PH值小于等于4時，溶液處于酸性范圍內，金屬表面的氧化物的覆蓋膜就會慢慢的溶解，金屬表面直接置于酸性溶液中。因此適當的提高油田注水的PH值，可以有效地解決酸腐蝕的問題。當PH值在大于10以上的堿性范圍內，金屬表面的保護膜三氧化二鐵會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PH值過高時，三氧化二鐵會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的化合物，能溶于水，形成碳酸，從而引起電化學腐蝕。在油井中注入的水中含有大量的二氧化碳，對于注水管線、油井等井下設備具有極大的腐蝕性。在碳酸溶液的環境下，金屬表面不容易形成保護膜，所以在二氧化碳的濃度逐漸加大的過程中，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，也會對金屬造成嚴重的腐蝕性，如果在溶液中還有二氧化碳或是硫化氫等氣體的存在，對金屬腐蝕的速率將會大幅度的上升。氧氣在水中的溶解度和溫度有很大的關系。

4細菌

在對油田的注水中，含有硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細菌等，經過不斷的實驗證明，水中的細菌是造成油田注水系統腐蝕一個極其重要的因素，由于長期的注水，在注水井周圍形成了一個低溫層，這就是各種細菌生長、繁殖、代謝的“溫床”，細菌的生長、繁殖、代謝本身就導致了金屬腐蝕速率的增長。而在這些細菌中起主要作用的是硫酸鹽還原菌。

5溫度的影響

溫度對于金屬的腐蝕速度有重要的影響，實驗證明，在一個開放的體系中，溫度在達到了八十℃之前，金屬的腐蝕速率是隨著溫度的增加而加快的，當達到了一定的限度后，腐蝕速度逐漸的減小；在封閉的系統中，金屬的腐蝕速率就是根據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。可見溫度對金屬的腐蝕影響可想而知。

二、我國主要的管線防腐材料的介紹

1環氧粉末涂料

環氧粉末涂料的構成主要有環氧樹脂、固化劑、顏料以及各種添加劑，環氧粉末涂料的主要優點有很強的防腐性能，一次性的涂厚以后，不易揮發，涂層平整，牢固等。在經過科研人員的不懈努力以后，制成的重防腐環氧粉末涂料，具有極強的吸附能力，柔韌性好，硬度高，防腐的性能優良等，因此成為了我國油田主水管道最主要的防腐涂料。

2H87環氧耐溫涂料

H87環氧耐溫防腐涂料主要是針對油田高溫污水、油水罐、管道的嚴重腐蝕而研制的一種環氧涂料。涂料分為底漆（H87-l）和面漆（H87-2）兩種，可根據使用溫度的不同，選擇添加隔熱耐溫材料，成功地解決了隔熱、耐溫、抗起泡的技術難題。與國內外同類產品相比，其耐油、耐水、耐化學品腐蝕的性能處于領先地位。曾榮獲"軍隊科學技術進步一等獎"和"軍轉民高技術出口產品展覽交易會金獎"，這項防腐涂層在青海油田的部分油井使用。

3新型環氧改性聚氨酯防腐涂料

液體的環氧樹脂和甲苯二異氰酸酯發生化學反應，生成了羥基的共聚物，這就是這種新型的環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、耐化學介質、附著力強、涂膜強度和耐磨的性能，這種新型的環氧改性聚氨酯重防腐涂料在油田污水、鹵水管道以及設備內壁中的應用取得了良好的效果，在青海油田中的使用壽命達到了5a。

4 8701環氧樹脂涂料

8701環氧樹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毒的固化劑固化涂層，所以和普通的涂料相比，8701環氧樹脂涂料具有自己的特點，固體含量高、溶劑污染小、固化溫度低、土層耐酸性堿性強，耐油、耐水性能優越，因此該圖層受到了我國很多油田的“歡迎”。尤其是在青海油田的注水管道的防腐上的應用。

結語

綜上分析表明在我國幾乎所有的油井都或多或少的存在著管線腐蝕的現象，對于油田注水進行的第二次開發，其中pH值、二氧化碳、水中的溶解氧、細菌、溫度等都是管線腐蝕的主要影響因素，在我國的目前所使用的防腐措施，最直接、最經濟的就是在管道上涂膜防腐涂料，環氧粉末涂料、H87環氧耐溫涂料、新型環氧改性聚氨酯防腐涂料以及8701環氧樹脂涂料，它們以耐酸堿性、耐高溫、耐油耐水性能好等特點在我國的各大油田得到了普遍的應用，旨在為了延長管道的使用壽命，減少經濟損失，提高所產石油的質量，緩解我國的能源危機。

[1]張平，油田注水管道的腐蝕現狀及防腐措施[J].青海油田，2009.

[2羅慶金等人，青海油田注水和集輸管線結垢因素及垢組成分析[J].長江大學學報，2005.