注水管线的腐蚀机理及预防

学术论文 闫民力 2018-11-22 10:36:10
    腐蚀现象是石油生产中一种常见的问题,如果注水管线发生严重腐蚀,则不仅会对管线本身产生严重的影响,同时也会造成管线维护成本的增加。如果腐蚀没有得到及时的控制,容易导致油田地面管线的大面积损害,因此,防腐蚀问题也成为了当前人们关注的重点问题。对于主水管线采取有效的防腐蚀措施,应当首先对腐蚀形成的机理进行全面的分析,才能够保证预防措施的有效性。

    一、主水管线腐蚀机理分析

    1.化学腐蚀的产生

    在油田注水管网中发生腐蚀现象,主要是由于注入井中的水中含有一定量的氯化物和硫酸盐,这些盐类对于管线会产生不同程度的腐蚀作用。在腐蚀作用下生成的腐蚀产物,以可溶物为主,而且对于后续发生的腐蚀无法起到屏蔽作用,也就是说,会造成腐蚀的进一步恶化。同时,水中所含有的氯化物中的氯离子等活性离子会对管道上的钝化膜或者是其他保护膜产中的物质产生反应,形成原电池反应,生强烈的腐蚀作用,甚至会将没有被破坏的地区形成阴极。这样就会造成已经腐蚀的地方会更为严重,最终造成局部腐蚀穿孔。另外,注入水中的溶解气体也会在满足反应条件时化学法学腐蚀现象,比如在回注的污水中含有大量的硫化氢、二氧化碳等具有腐蚀性的气体,该气体对于主水管线会产生腐蚀作用。而污水中含量较高的硫酸盐离子,容易导致水中硫化氢含量的增加,导致水质的恶化,而且在水肿产生硫化铁等物质,对管线造成破坏。

    2.温度对腐蚀的影响

    当遇到不同的温度条件,对于腐蚀产生的速度有着一定的影响。在通常情况下,随着温度的升高,腐蚀的速率会不断的增大,然后再下降,当腐蚀速度达到最大温度之后便会产生下降,主要是由于温度对于极化率有着重要的影响,温度的升高会使得水中的氧的溶解度降低,但是其扩散的速度会不断的加快,这也是电解反应速度会加快的主要因素。

    3.添加剂对腐蚀的影响

    在油田开采的现场,根据实际需要所使用不同的添加剂浓度,不同的添加剂对于管线的腐蚀速度会产生不同的影响。比如絮凝剂的使用会造成腐蚀速度的明显增加,而清蜡剂和杀菌剂对于腐蚀速度不会产生明显的影响,降粘剂和破乳剂的使用则会腐蚀起到一定的缓蚀作用,缓蚀剂的使用则具有明显的缓蚀能力。另外,同时加入不同的添加剂时,由于正负相之间会产生相互抵消的作用,因此,当药剂同时加入体系时不会对腐蚀产生明显的影响。

    4.原油对腐蚀速度的影响

    如果管线的水中含有原油,则原油会吸附在管线的表面上,这时原油中存在的酸性物质就会对管线产生腐蚀作用。同时,在水的动力冲刷下,原油在管线表面的吸附作用并不均匀,也会产生动态的吸附和脱附过程,这时也会对腐蚀的速率产生影响。而随着原油浓度的不断增加,腐蚀的速率也会明显加快。

    二、注水管线腐蚀的预防措施

    科学的预防措施应当以对腐蚀机理客观的认识为基础,才能够采取有针对性的防护措施。笔者认为,注水管线腐蚀的预防措施可以从以下几个方面考虑:

    1.改善管线材料本身的选择机制

    在石油注水管线的材料选择方面,应当根据不同的使用环境选择不同材质,其中在防腐蚀效率方面较强的是钢材,所以钢材也成为管材选择中的首选。同时对于管材本身要进行必要的防护措施,比如涂层保护、药剂防腐等措施。在不用的地质条件下,受到温度、压力等条件的影响,这时引起腐蚀的因素也不尽相同,因此要选择最为科学的防腐措施,应当针对上述条件进行优选,做到因地制宜,在必要的情况下可以多种措施进行联合使用,会得到更好的防腐效果。

    2.水质的改善

    对于水质的改善主要是通过化学作用的原理,将污水中的成垢例子进行提前结垢,或者加强金属表面的钝化,通过改性的注水水质的指标应当达到SY5329-9483类标准,其应当与油层水和油层岩具有很好的配伍性,储层适合改性水作为注入水来提高采收率。注入改性水能够将油田腐蚀和结垢的现象得到有效控制,同时注水井的运行状态也能保持正常,使得油田开发指标不断的提升,这对于改善油田的开发效果有着积极的推动作用。

    3.缓蚀剂的有效运用

    缓蚀剂的使用是当前油田注水系统中十分常用的一种防腐措施,缓蚀剂的使用对于管线的腐蚀有一定的影响,为了使缓蚀剂的效果得到充分的发挥,必须要对不同的缓蚀剂的性能有全面的了解,才能够正确的选择缓蚀剂,以此达到理想的缓蚀的效果。对于使用改性水处理技术的系统,一般不需要使用缓蚀剂,而其他的管线则应当适当的添加缓蚀剂,一般添加的浓度以30mg/L~50mg/L左右为宜。缓蚀剂的使用不仅能够有效的到防腐的作用,同时对于管线、设备等也能够起到很好的保护作用。

    三、结束语

    油田开采过程中注入的污水成分较为复杂,在注水过程中受到压力和流速等因素的变化,容易引起管线的腐蚀和结垢等现象,因此应当根据腐蚀的原因,对腐蚀机理进行有效的研究,进而采取科学的防护措施,减少腐蚀现象的发生,并且提高注水井的使用效率。只有根据不同的腐蚀机理采取相应的防护措施,才能够有效的预防腐蚀现象的发生。
上一篇油井腐蚀原因分析及预防方法 下一篇大型直接空冷凝汽器真空气密性维..