摘要：随着经济的不断发展，对于原油的需要量越来越大，为了满足市场对于原油的需求，需要对于油田的采收率进行提升。在提升采油率上，需要运用注水的方式来补充底层能量，达到提升底层原油的驱替效率。在石油开采注水中，由于所注入的水中含有大量的腐蚀性物质，会对注水管道造成一定程度的腐蚀，从而对油田注水造成一定程度的影响。
关键词：油田注水系统；腐蚀；原因；对策
引言
注水工艺对于提升原油的开采量具有重要的影响，但注水水质可能会对管道造成严重的腐蚀，给环境和采油工作带来影响。
1注水系统腐蚀结构的分类
1.1严重的油管腐蚀
在石油开采中，如果注水井没有做防腐措施，油管就有3a左右的使用寿命。但是在实际运用中，有的注水管1a左右就会出现腐蚀孔，除了是细菌腐蚀原因外，还有就是油管丝扣的泄漏也是导致主水管加快腐蚀的一个重要原因。
1.2均匀的管线腐蚀
在油田注水系统中，注水管线是重要的组成部分，也是在注水过程中腐蚀比较严重的一个部分。通常来说注水管线腐蚀比较均匀，会产生黄褐色的腐蚀物。
1.3较轻的储罐腐蚀
在注水系统中，污水储罐也是比较容易腐蚀区域之一。一般来说污水储罐的腐蚀面积比较大，但是污水储罐所生产的腐蚀物质比较少，所产生的腐蚀程度比其他地方轻一些。
2油田注水管道腐蚀的影响因素
2.1酸碱性
酸碱性即PH值，是引起油田注水管道腐蚀的主要因素，通常情况下，当PH值介于4和10之间时，腐蚀过程主要受氧扩散过程影响，与PH值大小没有关系。当PH值不大于4时，溶液为强酸性，金属表面的氧化物会与酸性溶液发生化学反应，酸性溶液将金属表面氧化物溶解，使金属表面显露出来直接与酸性溶液发生反应，使腐蚀程度更严重，但是如果PH值过高，碳钢表面的钝化膜又会溶解成铁酸钠，从而加快腐蚀速率。经理论研究发现，注水的最合理的PH值为7。
2.2溶解氧
氧腐蚀是油田注水管道的主要方式之一，当溶液中氧浓度低于1mg/L时，管道就极易被腐蚀。如果管道中同时存在硫化氢或二氧化碳气体，我们知道硫化氢等气体具有较强的还原性，易与水中的溶解氧反应，腐蚀速度会大幅度增加，腐蚀部分多数为局部腐蚀，局部腐蚀速度一般为平均腐蚀速度的2-4倍。在室温下的纯水中，碳钢腐蚀速度小于0.04mm/a，如果水中溶解氧达到饱和，碳钢一开始腐蚀速度就可达到0.45mm/a。如果水中含盐量较高将会出现局部腐蚀现象，腐蚀速率能达到3-5mm/a。
2.3二氧化碳和硫化氢
二氧化碳是空气的主要组成部分，空气中二氧化碳含量只占0.04%，水中二氧化碳含量大约只有0.5%mg/l，但是地层深处二氧化碳含量较高。二氧化碳在水中溶解形成碳酸，金属表面的氧化膜会与碳酸发生化学反应导致腐蚀现象发生，二氧化碳含量越高反应速度越快，腐蚀速度也越快。尤其是在深处地层水中，二氧化碳含量比较大，对油田管道及设备具有较强的腐蚀性。硫化氢溶于水也呈酸性，同时如上所述，硫化氢易与水中的溶解氧反应生成硫而沉积析出，随着硫化氢含量的增加，腐蚀速率会一直呈上升趋势，当硫化氢含量增加到一定值时，腐蚀速率最大，而后随着硫化氢含量增加腐蚀速率开始略微减小最后趋于稳定。
2.4细菌微生物
细菌微生物经常会侵蚀埋在地下深处的油田注水管道，油田注水中常见的细菌有腐生菌，硫酸盐还原菌和铁细菌等，地表下特殊的气温，湿度等给细菌的生长提供了有利的条件。同时，由于长期的注水环境，注水井四周会形成低温层，使细菌和微生物滋生，尽管细菌的侵蚀能力不强，但是由于细菌可以在短时间内快速生长繁殖，导致细菌对油田注水管道的腐蚀也很严重。据研究发现，美国发生的管道腐蚀很大一部分是由于细菌侵蚀所导致。所以，细菌腐蚀不容小觑。
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3腐蚀防护对策
3.1使用耐腐蚀金属材料
为了增强管材的耐腐蚀性，施工人员应该尽可能选择耐腐蚀金属材料，例如选用由特殊合金制作的钢材、或是在考虑注水管线实际环境的基础之上，运用特定材料来对管材表面进行处理。与普通材料相比，耐腐蚀管材成本相对较高，这就要求施工单位在使用耐腐蚀金属材料时需要综合考虑施工成本及注水系统两者的实际情况，以此来确定最终使用的材料。例如施工单位可以考虑使用价格相对低廉的渗铝钢，其价格只比普通的钢材高出一倍，但是该材料的耐腐蚀性能却不是普通钢材可以比得上的。不管是考虑经济成本，还是考虑耐腐蚀性能，渗铝钢都是值得施工单位选用的优质材料。当然除去渗铝钢，低络合金钢也可以作为耐腐蚀金属材料进行使用。不管怎样，通过使用耐腐蚀金属材料可以保证石油生产的安全性，严重油田注水管线的使用寿命。
3.2电化学保护技术
在更新注水系统设备上如果所花费成本比较大的情况，对注水系统可以采用成本相对低廉的方式。电化学保护技术成本相对低廉一些，电化学保护技术主要是利用电化学原理，通过把直流电通过其他金属设备浸在水中的技术，可以到达提高金属设备活性效果，从而到达防止氧化的效果，防止注水管道腐蚀的效果。
3.3表面处理技术
相对来说表面处理技术也是一种成本比较低廉的方式。表面处理技术主要是运用镀层技术，对油田注水系统进行物理和化学处理，达到抗表面氧化的目的，从而在油田注水系统设备表面形成一种有效的保护膜，达到提高金属设备耐腐蚀效果。
3.4改变环境的介质条件
对于油田注水系统腐蚀保护处理中，相关的技术人员可以通过改变注水系统的使用环境，从而达到保护注水系统的效果。如可以通过添加缓蚀剂和杀菌剂，调节空气中pH值，从而达到降低环境对于金属的腐蚀目的。
3.5采用防腐蚀涂料
环氧粉末涂料有着良好的防腐性能，已在各大油田防腐中被广泛应用。为了达到更好的效果，科学家研究出具有更好的防腐性能的重防腐蚀环氧粉末涂料，该涂料具有防腐性能优良，附着力强，硬度高等特点。针对油田高温污水腐蚀，科学家研究出一种名为H87环氧耐温涂料。H87涂料涂层的中间层加入了SAT无机材料，使防腐层的隔热，耐热性能得以提高，从而有效阻止高温介质的破坏作用[3]。
3.6使用杀菌剂或防腐蚀药剂
使用杀菌剂防止管道内的细菌与微生物滋生，使水中细菌含量小于100个/ml，但是单独使用一种杀菌剂会使微生物产生抗体，如果细菌与微生物对杀菌剂产生抗药性，这时想要永久清除它们将会变得更加困难。所以在实际操作中可以多种不同类型的杀菌剂配合使用对水中的细菌进行清除。介质中腐蚀因素的含量对腐蚀性影响也很大，我国大庆油田含油污水PH值范围为8.5-9，尽管水中含有15-20mg/l的硫化氢和0.5mg/l的溶解氧，然而被污水浸泡的部分腐蚀却不是很严重。我国中原油田产出水矿化度为（4-16）×104mg/l，水中游离的二氧化碳含量最高可达200mg/l，碳酸氢根含量一般在200-600mg/l范围内，而且水中还原菌和高价金属离子含量也很高，但PH值一般在5.5-6.5之间，尽管水中硫化氢和溶解氧含量不高，但含油污水仍呈现出较强的腐蚀性[2]。因此在使用防腐蚀药剂时，要注意对症下药，切不可盲目使用。
结束语
在油田开发中，油田注水系统是非常重要的一部分，注水系统的运行对于油田开发效益有直接影响。而在油田开发中，由于各种原因，导致注水系统腐蚀得十分厉害。主要对油田注水管道腐蚀得影响因素和腐蚀防护对策进行了阐述，以供同行业进行参考。
参考文献：
[1]董宏远.油田注水管网的维护要点[J].化工管理，2017（31）：194.
[2]王雪鹏.延长油田注水管道腐蚀因素及防腐措施探析[J].中国石油和化工标准与质量，2017，37（14）：27-28.
[3]蒙磊.关于油田注水管线腐蚀原因及防腐措施的探究[J].全面腐蚀控制，2017，31（06）：56-58.
[4]王庆东.关于油田注水管线防腐措施的探究[J].全面腐蚀控制，2017，31（06）：19-21.
论文作者:丑建勋1,郝颖平2,耿丹凤1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：油田论文; 细菌论文; 硫化氢论文; 水中论文; 管道论文; 含量论文; 系统论文; 《基层建设》2019年第12期论文;