油田注水管道的腐蝕現狀及防腐措施
2007-09-13
來源:安全文化網
熱度:
收藏
發表評論
摘 要:綜合論述了油田注水管道的腐蝕現狀、腐蝕因素和常用的防腐措施,并著重介紹以環氧樹脂為基料的防腐涂層的種類及其在油田注水管道中的防腐性能、應用效果。
關鍵詞:油田注水;管道;腐蝕;防腐;環氧樹脂
1 前言
注水采油技術是國內各大油田提高原油采收率的主要方法,隨著油田開采時間的增長,注水水質的不斷惡化,硫酸鹽氧化還原菌的不斷增多,油田井下管柱和輸油管線的腐蝕及結垢問題,一直是困擾油氣開采和輸送的'頑癥',所造成的嚴重損失令人觸目驚心。據2003年9月對我國第二大油田——勝利油田的調查發現,11個采油廠8000余口注水井、總長度1583萬m的統計,平均腐蝕速度達1.5mm/a,平均穿孔率達2.4次/(km·a)。在部分嚴重損失區塊,管線換新周期不足3a,最短的僅(3~4)個月,所報廢的注水管柱中有90%以上是因腐蝕、結垢而造成,整個勝利油田由于腐蝕引起的管柱、管線材料費直接經濟損失就達3億元,并由于更換管柱、管線影響作業和生產,導致間接經濟損失達10億元左右。而全國各大油田的管線和管柱到2001年年底,總計高達10億余米,這方面的損失更分別高達100億元和1000億元之多。因此,研究注水系統的腐蝕規律及防腐蝕措施刻不容緩,具有重要的意義。
2 油田注水管道腐蝕的影響因素
油田注水管道的腐蝕也符合金屬腐蝕的一般規律,主要影響因素有:
(1)pH值。一般情況下,當pH值在4~10時,腐蝕過程主要受氧擴散過程控制,腐蝕速率不受PH值影響。在PH值不大于4的酸性范圍內,碳鋼表面的氧化物覆蓋膜將完全溶解,致使鋼鐵表面和酸性介質直接接觸。因此,提高注水PH值,可以解決酸蝕問題,但不一定能解決其它腐蝕類型。從理論上講,注水的最佳pH值應為7。當pH值在10~13的堿性范圍內時,隨碳鋼表面的pH值升高,Fe2O3覆蓋膜逐漸轉化為具有鈍化性能的r—Fe2O3保護膜,腐蝕速率會有所下降。但是當pH值過高時,腐蝕速率又會上升,其原因是碳鋼表面的鈍化膜溶解成可溶性的鐵酸鈉(NaFeO2)。
(2)溶解氧。氧腐蝕是油田注水系統的主要腐蝕形式之一。溶液中含有極低濃度的氧(低于1mg/L)就可造成極為嚴重的腐蝕,如果同時有H2S或CO2氣體存在,腐蝕速度會急劇升高。O2在水中的溶解度取決于溫度、壓力和水中Cl-的含量。O2的腐蝕一般為局部腐蝕,其局部腐蝕速率為其平均腐蝕速率的(2~4)倍。
(3)二氧化碳。CO2可以溶解在水中,生成碳酸,引起電化學腐蝕。特別是在深處地層水中含有大量的CO2,對油管等井下設備具有較大的腐蝕性。鋼材二氧化碳腐蝕的產物都是易溶的,不易形成保護膜,因此隨CO2濃度的增加,腐蝕速度增加非常快。二氧化碳的溶解度是溫度、壓力以及水的組成的函數。
(4)硫化氫。H2s溶于水呈酸性,增加水的腐蝕性;H2S具有很強的還原性,可以被水中的溶解氧氧化為硫而沉積析出。隨H2s濃度的增加,腐蝕速度增大;達到一定濃度時,腐蝕速度達到最大值;然后隨濃度的增加而減小,最后趨于恒定。水中的溶解鹽類和溶解的二氧化碳對硫化氫的腐蝕也有一定的影響。
(5)溶解鹽。