油田注水管道腐蚀机理及防护措施分析

张柏林

（大庆油田水务公司水务工程公司，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

对于油田注水的腐蚀机理研究，国内外油田领域专家进行了系统的研究，并就如何实现油田注水管道的防腐技术进行试验。但由于地质条件及环境的因素，管道腐蚀的过程相对复杂，研究的范围也相对宽泛。油田注水运行环节，有几个关键性影响因素，分别是注水管道及设备的腐蚀作用、管道堵塞及管道内部结垢，成为油田注水过程的潜在危险源。

1 腐蚀机理的过程探析

1.1 温度因素对腐蚀的作用

化学实验中的介质反应过程，电化速率通常与温度指标呈现正比例特征，而温度指标对腐蚀的作用过程，同样也呈现正相关性[1,2]。在实验过程中，选取的四组挂片并将其放置于20℃、40℃、60℃及80℃温变下的蒸馏水中，观测在不同的温度变化下电化学腐蚀速率；挂片实验测试表明，当环境中的温度由低到高的演变过程中，管道金属设备的腐蚀性速率也相应提升。

1.2 矿化度指标对腐蚀的作用

对油田注水系统中的清水系统、出水系统分别取样，测算进、出系统两端的水质[3]。根据采出水系统中的离子含量指标，调配出供水端口、采出水端口的模拟水，并观测在不同的温控条件下，一般是40℃条件下（油田注水水温）2种模拟水的矿化度指标，测算出金属挂片在模拟溶液的腐蚀速率反应进程。根据模拟水的腐蚀结果分析，发现采出水端口的矿化度指标要高于清水端口，且矿化度指标越高，介质水的腐蚀作用越强。

1.3 溶解氧指标对腐蚀的作用

通过油田模拟水，观测在挂片构件的腐蚀过程，研究在不同溶解氧浓度条件下金属构件腐蚀的演变。通过记录的实验数据，发现模拟溶液中金属挂片的腐蚀反应过程，与溶液中的氧含量指标呈正比关系。

2 油田注水管道防腐技术

2.1 合理使用防腐剂

从经济学视角分析，防腐剂的市场价位普遍较低，主要是有机型和无机型两种，在油田开发领域应用广泛。防腐剂在金属管道的使用过程中，需根据管道的材质及管道厚度等参数，科学选择防腐剂，确保防腐剂药性挥发性。

2.2 防腐保护层

在注水管道的表面涂抹防腐层时，大都需要与防腐剂共同使用，并将涂料涂抹均匀，确保注水管道的隔氧性，防止在金属管道内部氧化反应。其次，油田注水管道的防护层厚度，应能缓解注水管道的氧化反应速度。

2.3 杀菌剂的使用

在油田注水管道腐蚀的环境因素中，微生物的生长也是其中一个要素，对微生物的抑制，可选择通过杀菌剂来实现。经过实验验证，发现微生物对杀菌剂具有反噬作用，长期使用杀菌剂微生物会产生抗药性，无法从根本上消除菌类物质。因此在杀菌剂的使用环节，大都在油田注水管道的初期阶段，无法长时间用于管道防腐。

2.4 环氧耐温涂料的使用

由于环氧耐温材料的高抗温特性，在管道防腐过程中隔热、耐热性较强，这使得油田注水管道的腐蚀性降低，同时也能防止管道内部出现化学反应。但在实际应用过程中，应充分考虑环氧耐温材料的经济性，材料的单价相对较高。

2.5 水中除氧法

溶液中除氧的方法有两种，一是针对不同水质，可使用化学除氧剂；通过对水质溶液进行加热，消除溶液中的氧含量；二是通过阴极保护，在外部电流的作用下转变金属腐蚀电位，降低金属管道的腐蚀发生率。从工程应用的视角分析，地埋钢管的防腐，需综合防腐层防腐和阳极法阴极保护方式，实现对管道的防腐，防腐效果较好。

3 结语

基于对油田注水管道的形成机理进行探究，并根据不同的金属管道材质、环境条件及埋设方式，提出可行性的管道防腐技术，降低管道的腐蚀作用，确保油田注水管道的安全、稳定运行。研究成果对于当前油田领域注水管道腐蚀的难题给予借鉴，提高管道防腐的经济性和开发效益。