油套管腐蚀与防护技术发展现状分析

王勇

（大庆油田装备制造集团油田专用产品制造分公司油管制造厂，黑龙江 大庆 163000）

随着经济水平的不断提升，全球范围内的石油能源需求量不断增加，石油开采成本和投入也相继提高。油套管腐蚀问题是石油开采中的重要问题，已经成为了影响石油开采工业健康发展的一个难题。目前，国内外针对于油套管腐蚀问题进行了详细研究，在分析影响油套管腐蚀介质、机理的基础上，提出了应用性较强的防护技术。因此，在对油套管腐蚀与防护技术的发展研究中，要对国内外的现状进行充分了解，从而为我国油套管腐蚀防护技术的开展提供有利的借鉴条件。

1 油套管腐蚀的机理分析

套管是油井中的重要组成部分，也是油井不可丧失的重要部分，所以说提高套管的防腐性能，就是在延长油井的使用寿命。

影响套管腐蚀的因素。首先，溶解性气体的腐蚀。在油气田水中溶解的氧成分，会造成碳钢的腐蚀。一般情况下，氧含量每升低于1mg就会出现对腐蚀碳钢的问题，而此时，水中同时存在二氧化碳或者其他的气体成分，腐蚀的速度就会急速升高。与此同时，对腐蚀程度产生较大影响的是氧的浓度、温度和压力等。其次，溶解性盐腐蚀。在油水中溶解盐对于碳钢的影响也是极大的。碳钢在碱性的溶液当中会发生氧去极化的腐蚀问题，进而在碳钢表面性钝化膜，但与酸性溶液相比腐蚀速率相对较低。

油套管腐蚀呈现出的特点分析。首先，由于腐蚀介质的存在具有多向性的特点，所以，不同介质对于油套管的腐蚀程度也是不一样的，但各类介质之间会相互促进进而加速了油套管的腐蚀速度。其次，受油套管所处环境温度和高低压的不同，对于油套管的腐蚀速度和程度都是不同的。最后，在油气田中会对油套管产生腐蚀的介质有氧气、二氧化碳等，在这些介质中氧气产生的腐蚀是最大的。

油套管腐蚀呈现出的类型。油套管所处的环境较为恶劣，所以产生的腐蚀因素的因素也是很大的，多种因素同时作用于油套管，对此进行腐蚀，必然会加大油套管的腐速度。从对油套管处所温度的分析，产生的腐蚀类型主要分为以下几种：首先，在低温环境下，由于氢气介质的侵蚀，会造成油套管的开裂、坑蚀等；其次，在常温环境下，硫化物对油套管产生腐蚀，会发生开裂现象；最后，在高温环境下，油套管会出现被均匀腐蚀、被点蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等几种现象。

油田开采环境对于油套管的要求。从油套管腐蚀的特征来分析，当油套管处于工作过程中时，必须要同时满足力学和环境两个方面的需求。因此，油套管自身就要具备超高性能的防腐蚀能力和耐磨损能力。同时，还需要油套管具有较强的强度，这样才会阻止由于应力过大出现开裂的问题。另外，要保证油套管的密封性能，以防止由于外部气体入侵造成油套管内部出现迅速腐蚀的现象。

2 油套管腐蚀的防护技术

油套管作为油田开采的关键部分，在油田开采中对保证油田的稳定性，确保油田开采系统的安全运行等具有非常重要的意义。由于油套管所处工作环境较为恶劣和复杂，所以在油套管表面经常会出现由于多种因素造成的腐蚀现象，进而降低了油套管的使用寿命，严重者还会发生安全隐患问题。因此，在油田开采过程中，要做好油套管腐蚀防护技术水平的提升，提高油套管的使用性能和耐腐蚀性，以此保证油套管工作的稳定性，降低风险发生的几率。

2.1 选择腐蚀性能高和耐腐蚀的管道材料

应用防腐性能高的管道材料是提升油套管防腐效果的第一步，所以在对油套管进行防腐处理时首先就要对主要的腐蚀介质进行分析，然后结合成本控制因素选择最适合的防腐材料。在一般情况下，在选择防腐管材时主要可以从以下两个方面考虑：首先，对油套管所处的工作环境进行分析，对未来可能会发生的腐蚀情况进行预测，并对可能会产生的腐蚀类型和程度进行评估。其次，对将要应用的管道材料进行腐蚀测试，观察腐蚀测试是否通过了管材的实际需求，同时还要从成本等方面对管材应用的经济性与使用性进行分析，在综合考量后选择最适合的管材。

2.2 在油套管中注入缓蚀剂

缓蚀剂的在管道中的注入是十分常见的腐蚀处理方式，缓蚀剂在注入油套管中后，能够稀释腐蚀介质，后者在管道壁上形成一层保护膜，以阻挡腐蚀介质与管道之间的接触，进而达到防止腐蚀的目的。此技术在实践应用中效果较为显著，但在具体的应用过程中，需要对油套管所处的工作环境进行仔细分析，比如，油套管工作环境的压力、介质因素以及温度等，以便于为缓蚀剂类型和数量的选择提供科学的依据。

在油套管防腐蚀处理过程中采取缓蚀剂注入的形式，能够迅速地形成保护层，降低腐蚀发生的概率，这种防腐技术成本较低，但是处理难度较大，需要耗费很多的时间，对于油井的正常开采具有一定的影响。

2.3 采用镀层涂抹的防腐蚀技术

在油套管的表面进行镀层的涂抹也能够阻止腐蚀介质与管材之间的接触，进而达到防腐蚀的效果。镀层涂抹技术在管材防腐中的应用，主要是因为其本身具有很好的防腐性能，通过金属或者合金的形式在管材上面形成保护膜，这层保护膜可以通过化学膜、热膜和电镀膜的形式存在。而非金属的镀层膜分为有机镀层和无机镀层。镀膜防腐技术在油套管防腐中的应用，能够极大地提升油套管的防腐性能，但目前油井的环境对此项技术的应用产生了很大的阻碍。

针对于镀层涂抹防腐技术的应用，不同的专家学者和实践人员进行了具体的分析。李岩针对此项技术的应用，采取了不同的方法，在N80油套管表面上制备了化学镀Ni-P、电镀Zn-Ni、热喷涂Ni-Cr-Fe=Ta-Mo-Ti合金镀层，经过实验得知，能够极大地提升油套管的防腐蚀性能。林乃明利用热渗镀技术在油套管上配制了Ni基合金层，能够极大地提高油套管的防腐蚀性能。张智利用特种高分子的有机聚合物，配制了综合性能很高的MPS防腐涂层，在此基础上进行了纳米技术的研制，并在MPS防腐涂层当中加入了多种纳米材料，使纳米分散问题得到了有效的解决，同时使MPS防腐涂层具有了很强的防腐蚀性能和防垢性能。

2.4 电化学防腐技术

此项技术在油套管防腐中的应用分为阳极保护和阴极保护两种。在油气田开采中，一般应用较为普遍的是阴极保护的形式。阴极保护分为外加电流保护和牺牲阳极阴极保护两种方式。第一种方式是对阴极电流进行阳极化处理，从而降低了腐蚀速度。而第二种是使被保护金属阴极极化得到有效保护的方式。这两种方法在具体的应用过程中，需要根据油套管材质以及应用期限的不同进行科学的选择。在油套管防腐实践处理实践中得知，采取阴极保护的方式能够减缓或者防止外壁腐蚀现象的发生。

3 结语

综上所述，油田开采工作环境相对复杂和恶劣，油套管受多种因素的影响，极易发生腐蚀现象，从而对油套管的使用稳定性以及油田开采的安全性等造成不利的影响。因此，为了有效地解决这些问题，就要提高油套管的防腐蚀性能，保持其稳定性和安全性。但由于目前条件的限制，各种技术在应用中仍存在很大的局限性，所以在具体的工作处理中会采用综合防护的方式，以弥单一技术的不足，以此提升油套管的防腐性能，降低管道使用成本，提升油田开采的经济效益。