抽油井腐蚀机理探究和防腐对策探析

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1、抽油井腐蚀机理探究和防腐对策探析摘要：本文深入分析了抽油井油管、抽油杆腐蚀机理，系统介绍了油管和抽油杆在抽油井采出液中发生的化学腐蚀、电化学腐蚀的反应过程，详细分析了腐蚀的原因，并制定了抽油井防腐技术，为油田的开发提供了一项技术保障。关键词：化学腐蚀电化学腐蚀腐蚀反应式防腐技术1抽油井腐蚀机理1.1介质pH值的影响在pH值和溶解氧很低的情况下，水的腐蚀主要是由氢的去极化作用控制。低pH值且含氧时，碳钢表面是氢去极化和氧去极化反应同时进行，此时，油管表面进行的实际上是酸作用过程，腐蚀特征表现为均匀腐蚀。由于pH值的持续升高，碳钢出现钝化，而可能生成FeC03保护膜，但该膜的出现又易引起垢下腐蚀和

2、局部腐蚀，此时pH值的影响将更为复杂。溶液pH值对腐蚀率的影响见图lo由图1可知：随着溶液的pH值发生变化，腐蚀率也随之变化。当pH>6时，钢的腐蚀率很低；当pHO.2MPa时，严重腐蚀.1.2.2H2S气体的影响溶解于水中的H2S具有较强的腐蚀性。碳钢管线或设备在含有H2S的介质中会发生氢去极化腐蚀，碳钢的阳极产物铁离子与硫离子相结合生成硫化亚铁，介质中的H2S还有更严重的腐蚀破坏形式，能使金属材料破裂，这种破裂在低应力状态下就可发生，甚至在很低的拉应力下就可能发生晶间应力腐蚀开裂。当酸性溶液中含有H2S时，pH值和H2S的浓度存在协同效应，即溶液酸性越强，H2S浓度越大，腐蚀速率越快，同时

3、，由于H2S的吸附和电催化作用，油管钢自腐蚀电位负移，钝化电位正移，致使油管钢难以钝化且不易维持钝化状态，最终导致油管更易被腐蚀。1.2.302的腐蚀氧是一种去极化剂，能加速金属的腐蚀过程。随着溶解氧浓度的增大，氧的极限扩散电流密度将增大，氧离子化反应的速度也将加快，因而氧去极化腐蚀的速度要随之增大。但当氧浓度大到一定程度时，其腐蚀电流增大到腐蚀金属的致钝电流而使金属由活性溶解状态转为钝化状态时，则金属的腐蚀速度将要显著降低。由此可见，溶解氧对金属腐蚀往往有着相反的双重影响。由于抽油井采出液中不可避免地携带有一定量的02,氧离子(0-,02-)通过氧化层向内扩散，铁离子通过氧化层向外扩散，使腐

4、蚀继续进行，形成如图2所示氧化层。胜利油田产出气中02含量普遍较低，因为02而造成的腐蚀比较轻微，但同时缺氧环境适应于厌氧菌的生长，硫酸盐还原菌(SRB)的产物H2S却是腐蚀的主要原因之一。1.3盐类及各种离子的影响1.3.1C1的影响介质中的C1❷会促进碳钢、不锈钢等金属或合金的局部腐蚀，在氯化物中，铁及其合金均可产生点蚀，C1❷的存在可加速金属的腐蚀作用，当C1❷含量较高时，在阳极区，导致一般坑蚀的蔓延。目前，油田采出液中的氯离子含量较高，所以氯离子腐蚀油管、杆的现象比较普遍，特别是在胜利油田下馆陶组抽油井中，抽油井采出液中C1❷含量大多数在10000mg/1以上，腐蚀形式大多也表现为坑蚀

5、、点蚀等现象，符合氯离子侵蚀油管、杆的特点，所以，C1❷腐蚀应该在下馆陶组抽油井腐蚀中占主导地位。1.3.2S042与SRB作用的影响在油田生产系统中，硫酸盐还原菌(SRB)是微生物腐蚀(MIC)的主要因素之一。SRB是一种以有机物为养料的厌氧性细菌，能在pH值为5〜10、5〜5(TC范围内生长，有些SRB甚至能在100°C、50MPa,以至更恶劣的情况下生长。研究发现，SRB在厌氧条件下大量繁殖，将S042-还原成H2S,产生粘液物质，加速垢的形成。抽油井管柱在SRB菌落下易发生局部腐蚀，以致出现穿孔，造成巨大的经济损失。1.3.3其它离子的影响油田产出液中的溶解盐类对抽油井的腐蚀有显著的影

6、响。酸性盐（水解后产生酸性溶液的盐类）引起的腐蚀主要是氢去极化，这类盐有AIC13、NiS04、MnC12和FeC12等。Ca2+、Mg2+的存在会增大溶液的矿化度和离子强度，一般来说，在其它条件相同时，这两种离子会加大局部腐蚀的严重性。HC03-离子在低浓度时，对腐蚀起促进作用，其机理在于HC03-可作为阴极去极化剂；HC03-在高浓度且有C1-存在时，会导致局部腐蚀；HC03-不仅可以与C02互相转化，而且离解后产生H+和C032-,前者加速腐蚀，后者与Ca2+成垢。1.4其它因素对抽油井腐蚀的影响其它因素主要有：温度、流速、抽油井高含水等。2抽油井防腐技术研究2.1涂层防护2.1.1高强

7、度双向保护接箍该双向保护抽油杆接箍是在普通接箍上喷焊一层A0C-160耐腐蚀减磨涂层，经过特殊表面处理工艺加工而成。AOC功能粉末的重要成分是辂及鎳。两元素同时存在并配合重熔工艺可以得到微晶单相奥氏体，具有优异的防腐蚀性能。此外，由于辂的存在，重熔后的涂层表面形成一层很薄的富集了鎔的致密钝化膜，这层膜也具有优异的抗氧化腐蚀的能力。该抽油杆接箍只能保证自身在较长时间内不被腐蚀，对延长腐蚀抽油井的生产