工業(yè)清洗油田注水井腐蝕原因淺析

　　油田中的腐蝕現象不僅非常普遍，而且作為油田三大公害之一，對于油田綜合效益的提高具有十分消極的影響。在油田的各種設施中，注水井的存在對于油田的穩定和高效生產(chǎn)具有十分重要的意義。這些注水井的組成部分，特別是井下管道，不僅面臨著(zhù)包括土壤、原油、大氣等在內的各種腐蝕介質(zhì)的損害，還長(cháng)期與水，尤其是富含各種雜質(zhì)的油田污水接觸，從而面臨更多的腐蝕威脅。下列因素對注水井管道的損害尤其嚴重。

 

　　首先，注水井的注入水中通常含有一定量的氯化物和硫酸鹽，這些鹽類(lèi)對于管道均有不同程度的腐化侵蝕 作用，而且這些物質(zhì)腐蝕金屬管道后的產(chǎn)物主要是可溶物，因此對于后續的腐蝕沒(méi)有任何的屏蔽作用。不僅如此，氯離子等活性離子還可以破壞管道表面上已有的鈍化膜或其它保護膜。這樣，被破壞的部分就成為原電池反應的陽(yáng)極，而未被破壞的部分就成為陰極。這種電池反應的結果就是在已經(jīng)腐蝕的地方腐蝕更為劇烈，產(chǎn)生所謂的點(diǎn)蝕，最終導致局部的穿孔。由于這種類(lèi)型的腐蝕使得大量的注水管道在達到設計壽命之前就被迫報廢，因此備受關(guān)注。

 

　　注入水中溶解氣體導致的化學(xué)腐蝕也相當引人矚目。清洗劑利用高絕緣、不燃燒、易揮發(fā)、環(huán)保型等特性清洗劑以及專(zhuān)業(yè)儀器工具，由專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員使用專(zhuān)業(yè)操作規程嚴格作業(yè)，迅速徹底清除電路表面及深層的侵蝕精密電路的各種灰塵、油污、潮氣、鹽份、炭漬、酸堿氣體、金屬顆粒等綜合污穢，并有效消除靜電。在油田中，將含油污水送入注水系統(system)是非常普遍的做法。但是含油污水中含有溶解氧、硫化氫或二氧化碳等腐蝕氣體，在條件適合的情況下，很容易對注水系統的鋼管及設施產(chǎn)生腐蝕。例如二氧化碳的存在會(huì )使污水的氫離子濃度指數產(chǎn)生明顯的下降，使系統的酸性腐蝕更為顯著(zhù)。水中有了大量的二氧化碳，導致大量氫離子產(chǎn)生，而鋼材中的鐵在這種環(huán)境中被大量侵蝕。鐵原子作為電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極，失去自己的部分電子，成為可溶性的鐵離子，進(jìn)入溶液中，而氫離子得到電子，結合成為氫氣，這樣只要水中含有充足的二氧化碳氣體，鋼材就容易被源源不斷地腐蝕，注水管道因此逐漸失去自己的作用。

 

　　在許多情況下，氧氣溶于水中，能夠使鋼材在室溫的情況下被腐蝕的速度提高10倍以上，雖然隨著(zhù)時(shí)間的推移，腐蝕速度會(huì )逐漸下降到一個(gè)穩定值，但是這個(gè)值仍然是純水中腐蝕速度的兩倍以上。工業(yè)清洗劑品牌水系工業(yè)清洗劑、簡(jiǎn)單的說(shuō)就是可溶于水，可加水稀釋使用的工業(yè)清洗劑。水系工業(yè)清洗劑主要是以表面活性劑為主增加其它各種化學(xué)藥劑等復配而成的；水系工業(yè)清洗劑現已廣泛用于工業(yè)清洗中塑膠、光學(xué)玻璃鏡片、金屬制品等各種材料清洗表面各種油污、污漬、油脂等。所以油田污水在注入注水井的過(guò)程中溶入氧氣將會(huì )在很大程度上破壞管道的基體，縮短注水管道的壽命。

 

　　當氧氣和二氧化碳同時(shí)存在于油田污水中時(shí)。一方面溶解氧促進(jìn)了電化學(xué)腐蝕的發(fā)生，侵蝕管道表面，另一方面，二氧化碳存在所導致的酸性環(huán)境將會(huì )破壞管道表面可能出現的保護層。兩方面共同作用的結果就是注水管道很快腐蝕但是又很難發(fā)現腐蝕的產(chǎn)物。

 

　　值得注意的是，含硫油田中的污水含有大量的硫化氫，這種條件下會(huì )產(chǎn)生新的腐化侵蝕 。一方面，類(lèi)似于二氧化碳，硫化氫的存在有利于氫離子去極化腐蝕反應的發(fā)生，導致注水管道表面的鐵等金屬成分作為反應的陽(yáng)極而被大量地腐蝕，在通常的鹽水環(huán)境中，產(chǎn)生的鐵離子會(huì )與硫離子生成Fe9S8等硫化物。這種難溶性化合物會(huì )沉積在管道表面，但是其疏松的結構并不能給管道帶來(lái)很好的防護。更為致命的是，電化學(xué)腐蝕產(chǎn)生的氫對管道內部的滲透可以使管道變得更脆，從而產(chǎn)生很多肉眼難見(jiàn)的微裂紋；另外，硫化物的生成也容易在管道中產(chǎn)生導致裂紋擴展的應力，最終導致管道的破裂。所以，在含硫的注水井中，注水管道抵抗硫化氫腐蝕的性能顯得十分重要。

 

　　在許多注水井中，在初始的注入水中并沒(méi)有硫化氫的蹤跡，但因為硫酸鹽還原菌的存在，仍然有十分典型的硫化氫腐化侵蝕 現象出現。帶電清洗劑是一種安全、經(jīng)濟的電氣設備清洗劑，優(yōu)異的油污清洗能力可在工作現場(chǎng)直接清洗電動(dòng)機的轉子、定子、風(fēng)孔、電纜接頭、配電開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)的油污、碳粉和灰塵等。這類(lèi)細菌有非常多種，生存的范圍也比較廣，常見(jiàn)的幾種是在溫度為30℃-35℃，PH值為5.5-9.0左右的環(huán)境中。實(shí)際觀(guān)察發(fā)現，在注水井中，通常是在地下500米以上，油套管之間的近死水環(huán)境中SRB非?；钴S。這種細菌不僅可以還原硫酸鹽產(chǎn)生硫化氫，使水中的硫化氫含量提高，令水質(zhì)惡化變?yōu)?ldquo;黑水”，而且可以在水中產(chǎn)生FeS等物質(zhì)堵塞和破壞管道，從而對注水管道產(chǎn)生綜合性的破壞。因此，抑制SRB的繁殖也成了注水井防腐蝕的一個(gè)重要環(huán)節。

 

　　綜上所述，油田注水井中的腐蝕因素眾多，對注水管道的防護需要詳細分析各種因素的本身特性和綜合效應并采取相應的措施才能達到較好的效果。目前國內的許多科研機構及油田服務(wù)商都致力于推出油田注水管防腐的新技術(shù)和新產(chǎn)品，例如公司新材料技術(shù)分公司新近推出的納米涂料油管，對注水井油管的防腐蝕和防垢有明顯的效果。相信在不久的將來(lái)，隨著(zhù)這些產(chǎn)品和技術(shù)的推廣，我國油田整體的防腐水平將會(huì )有較大程度的提高。