油田注水管道腐蝕機理及防護措施分析

張柏林

（大慶油田水務公司水務工程公司，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

對于油田注水的腐蝕機理研究，國內外油田領域專家進行了系統的研究，并就如何實現油田注水管道的防腐技術進行試驗。但由于地質條件及環境的因素，管道腐蝕的過程相對復雜，研究的范圍也相對寬泛。油田注水運行環節，有幾個關鍵性影響因素，分別是注水管道及設備的腐蝕作用、管道堵塞及管道內部結垢，成為油田注水過程的潛在危險源。

1 腐蝕機理的過程探析

1.1 溫度因素對腐蝕的作用

化學實驗中的介質反應過程，電化速率通常與溫度指標呈現正比例特征，而溫度指標對腐蝕的作用過程，同樣也呈現正相關性[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腐蝕速率；掛片實驗測試表明，當環境中的溫度由低到高的演變過程中，管道金屬設備的腐蝕性速率也相應提升。

1.2 礦化度指標對腐蝕的作用

對油田注水系統中的清水系統、出水系統分別取樣，測算進、出系統兩端的水質[3]。根據采出水系統中的離子含量指標，調配出供水端口、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，測算出金屬掛片在模擬溶液的腐蝕速率反應進程。根據模擬水的腐蝕結果分析，發現采出水端口的礦化度指標要高于清水端口，且礦化度指標越高，介質水的腐蝕作用越強。

1.3 溶解氧指標對腐蝕的作用

通過油田模擬水，觀測在掛片構件的腐蝕過程，研究在不同溶解氧濃度條件下金屬構件腐蝕的演變。通過記錄的實驗數據，發現模擬溶液中金屬掛片的腐蝕反應過程，與溶液中的氧含量指標呈正比關系。

2 油田注水管道防腐技術

2.1 合理使用防腐劑

從經濟學視角分析，防腐劑的市場價位普遍較低，主要是有機型和無機型兩種，在油田開發領域應用廣泛。防腐劑在金屬管道的使用過程中，需根據管道的材質及管道厚度等參數，科學選擇防腐劑，確保防腐劑藥性揮發性。

2.2 防腐保護層

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，防止在金屬管道內部氧化反應。其次，油田注水管道的防護層厚度，應能緩解注水管道的氧化反應速度。

2.3 殺菌劑的使用

在油田注水管道腐蝕的環境因素中，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。經過實驗驗證，發現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生抗藥性，無法從根本上消除菌類物質。因此在殺菌劑的使用環節，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 環氧耐溫涂料的使用

由于環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，這使得油田注水管道的腐蝕性降低，同時也能防止管道內部出現化學反應。但在實際應用過程中，應充分考慮環氧耐溫材料的經濟性，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，可使用化學除氧劑；通過對水質溶液進行加熱，消除溶液中的氧含量；二是通過陰極保護，在外部電流的作用下轉變金屬腐蝕電位，降低金屬管道的腐蝕發生率。從工程應用的視角分析，地埋鋼管的防腐，需綜合防腐層防腐和陽極法陰極保護方式，實現對管道的防腐，防腐效果較好。

3 結語

基于對油田注水管道的形成機理進行探究，并根據不同的金屬管道材質、環境條件及埋設方式，提出可行性的管道防腐技術，降低管道的腐蝕作用，確保油田注水管道的安全、穩定運行。研究成果對于當前油田領域注水管道腐蝕的難題給予借鑒，提高管道防腐的經濟性和開發效益。