引言
在社会经济发展速度加快的背景下,原油需求量明显增加,要想更好地满足市场需求,实现油田采收率的提升,可通过注水手段使地层能量得到补充,优化地层原有驱替效率。但注水水质指标会对注水效果产生直接影响,最常见的问题就是注水设备与管道腐蚀。基于此,文章将油田注水管道作为主要研究对象,重点阐述其腐蚀机理与防腐技术,希望有所帮助。
一、腐蚀机理的过程探析
1.温度因素对腐蚀的作用
化学实验中的介质反应过程,电化速率通常与温度指标呈现正比例特征,而温度指标对腐蚀的作用过程,同样也呈现正相关性。在实验过程中,选取的四组挂片并将其放置于20℃、40℃、60℃及80℃温变下的蒸馏水中,观测在不同的温度变化下电化学腐蚀速率;挂片实验测试表明,当环境中的温度由低到高的演过程中,管道金属设备的腐蚀性速率也相应提升。
2.矿化度指标对腐蚀的作用
对油田注水系统中的清水系统、出水系统分别取样,测算进、出系统两端的水质。根据采出水系统中的离子含量指标,调配出供水端口、采出水端口的模拟水,并观测在不同的温控条件下,一般是40℃条件下(油田注水水温)2种模拟水的矿化度指标,测算出金属挂片在模拟溶液的腐蚀速率反应进程。根据模拟水的腐蚀结果分析,发现采出水端口的矿化度指标要高于清水端口,且矿化度指标越高,介质水的腐蚀作用越强。
二、油田注水管道的腐蚀因素
1.环境因素
由于油田注水管道一般是浸泡在油田中,因此,很容易遭受到周围环境的腐蚀作用,腐蚀的速度和几率要比普通的金属管道大很多。因此我们说,导致油田注水管道产生腐蚀的第一个原因就是环境因素,油田注水管道周围的环境会对注水管道的表面产生很强烈的腐蚀,进而严重地影响油田注水管道的使用质量和使用寿命。
2.二氧化碳
CO 2能够溶解于水中,进而形成碳酸,引发电化学腐蚀。尤其是深层底层水内包含有大规模CO 2,针对有关等井下设施将产生严重的腐蚀性。钢材二氧化碳所腐蚀的产物一般均具有易溶的特征,难以形成保护膜,所以伴随着CO 2浓度的不断提高,腐蚀速度也随之加快。二氧化碳的溶解度属于温度、压力以及水所构成的函数。
3.化学pH值
导致油田注水管道受到一定腐蚀的第二个因素就是化学pH值,多数的情况下,当化学pH值等于1时,油田管道的环境呈现出强酸性,此时,如果油田之内的空气流动性不是很强,那么管道的腐蚀速度也不会很快,但是往往油田中空气的流动性都比较强烈,会有大量的氧气不断地进入到油田管道之内,而碳钢表面的氧化物覆盖在了油田注水管道的保护膜上,这个保护膜会被完全的溶解以至于其酸性会直接接触到油田主输管道,这就导致了油田注水管道的腐蚀率大大加强。
三、油田注水管道的防腐途径
1.调整管道的温度
在温度的影响下,很容易加快管道的腐蚀速度,所以在管道防腐蚀工作中需要相关部门,对温度给予高度关注,在施工过程中要做好相关检查工作,还要根据相关标准进行验收,详细记录相关的信息数据,确保能够做好风险评估工作,根据相关数据来调整管道的温度。首先,可以根据管线运行的环境,将温度调整到适宜范围之内,可以在水中加入相应的杀菌剂,又或者是缓蚀剂,这样能够有效控制腐蚀问题,在此基础上也可以考虑应用物理方法,在管线表面涂一层环氧耐温涂料,这样能够起到隔热效果,减少水中相关物质的腐蚀,从而能够提升注水管道的风险抵御能力。
2.通过改变环境的介质来保护油田注水管道
环境因素是导致油田注水管道产生腐蚀的第一因素,因此若想实现这一问题的改善和提升,首先应该做的就是想办法改变环境的截止,通过改变环境的截止保护油田注水管道,加强油田注水管道的防腐工作。所谓的改变环境的截止,防止注水管道的腐蚀,主要指的是利用防腐蚀剂或者其他的具有防腐作用的物质使其减少氧气以防止腐化,这种方法既操作简单,又便于执行,同时成本也比较低,可谓是防腐措施中的最佳选择。
3.化学防腐技术
油田注水管道使管道之中加注的污水具有较强的腐蚀性,这也是造成管道受到腐蚀的根本原因。故而,强化针对污水的化学处理属于规避腐蚀问题的主要方法。污水处理方式一般可以划分为如下三个步骤:首先,即运用格栅或是沉降等方式把污水之内包含的大体积沉渣完全清理。其次,在污水之中添加活性污泥,使得污水之中的污染物转化为二氧化碳等无害气体。最后,针对污水予以脱硫以及脱氮加工,并通过添加碳类物质以产生氧化还原等化学反应,对污水之中的酸性物质以及碱性物质予以中和,同时利用氧化还原反应把含有氧化性以及还原性的污染物全部清除。
除上述方法之外,还可通过氮化的方法予以处理。关于金属管氮化保护产生的过程应给予温度方面的支持,使得管体之内产生厚度约为0.05 mm氮化物抗腐蚀层,然后把金属管道转化为氮性质的管道种类。此时管道之中产生的螺纹便会提前产生电化学反应,使得管体整体硬度以及强度具有明显提升。另外,阴极电化学保护同样属于一项关键的防腐蚀技术。
4.水中除氧
若水中溶氧量增加会使金属发生电化学腐蚀,所以在注水管道防腐工作中,为更好地防治水中溶氧腐蚀金属的程度,可采取两种措施:针对水质实施除氧措施,将化学除氧剂添加其中。通过对物理除氧方式的运用,借助加热形式将水中含氧量去除;阴极保护。主要指的就是利用外部电流转变金属腐蚀电位,使得腐蚀几率不断下降。在长期实践过程中,埋地钢质管道需联合使用防腐涂层和牺牲阳极法阴极保护的形式加以保护,效果相对理想。
5.提升管线质量
为了能够有效减少输水管道的腐蚀问题需要在根本上保证管道的质量,选择优质的注水管线能够在一定程度上延缓腐蚀,在具体应用注水管道时,需要按照相应的标准进行选择。对管线进行运输的过程中也要避免发生破损问题,防止出现腐蚀,并且还需要对管线进行合理管理,在使用的过程中也要做好维护工作,发现管道出现破损之后需要及时更换,全面开展相应的修复工作,避免埋在地下的管道出现腐蚀隐患。
结束语:综上所述,我们可以了解到,导致油田注水管道产生腐蚀的原因是多方面的,有环境方面的原因、也有化学pH值方面的原因,本文结合了油田注水管道产生腐蚀的原因,探讨了加强油田注水管道防腐工作的方法和措施,比如,通过改变环境的介质来保护油田注水管道以及采用表层助理技术加强防腐工作等等,希望在本文相对应的一系列的建议和措施的帮助下,可以让更多的人员寻找到加强油田注水管道防腐工作的方法和策略,进而为我国石油行业的发展做出一定的贡献。
参考文献:
[1]肖雄.浅谈油田注水管道的腐蚀现状及防腐对策[J].中国石油和化工标准与质量,2019,504(22):41-42.
[2]戢宇.油田注水管道的腐蚀因素及防腐措施[J].全面腐蚀控制,2020,034(004):89-90.
[3]周汉轩.油田注水管道腐蚀的因素分析及应对探讨[J].化工管理,2020(23):231-232.
[4]杨铠瑞.油田注水管道的腐蚀现状及防腐策略[J].化工设计通讯,2020,44(04):25+143.