張良武　張良文　樊雪琴　鮑海燕

摘 要：崔莊油田目前進(jìn)入高含水采油期，油井光桿與腐蝕性液體接觸，光桿表面出現(xiàn)麻點(diǎn)或小溝、槽，破壞了光桿表面的光潔度，導(dǎo)致抽油機(jī)井光桿盤根損壞，從而出現(xiàn)油井井口有油水滲漏，污染了油區(qū)的生產(chǎn)環(huán)境，為了解決光桿腐蝕嚴(yán)重的現(xiàn)象，保證油井清潔生產(chǎn)，降低油井生產(chǎn)成本，減少職工工作量，急需提出并采取相應(yīng)的措施，減緩光桿被腐蝕的速度。目前國內(nèi)防腐的方法很多，主要手段都是從阻隔碳鋼與腐蝕性介質(zhì)和氧氣直接接觸方面入手的，該裝置也是從這個(gè)思路入手制作的一種簡易的裝置。

關(guān)鍵詞：光桿 腐蝕 清潔生產(chǎn) 防腐裝置

中圖分類號：TE933 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）11（a）-0113-02

1 問題提出

隨著二次采油開采的不斷深入，大多油井進(jìn)入高含水期，抽油機(jī)井不同程度地出現(xiàn)了光桿的銹蝕和腐蝕問題，造成盤根加不住、盤根密封不嚴(yán)、井口盤根滲漏、加快了膠皮盤根磨損的速度等一系列問題，影響了油井正常的清潔生產(chǎn)。為了確保油區(qū)生產(chǎn)不污染周邊環(huán)境以及不增加工人的工作量，因此急需深入探討光桿腐蝕機(jī)理，提出并采取相應(yīng)有效的防治和減緩腐蝕速度的措施。

2 抽油機(jī)光桿腐蝕的基本調(diào)查

（1）崔莊油田目前采油井48口，有42口采油井光桿出現(xiàn)不同程度的光桿腐蝕現(xiàn)象，占所調(diào)查數(shù)的87.5%。光桿腐蝕表現(xiàn)為表面發(fā)黑、在光桿外露段出現(xiàn)大量的麻點(diǎn)或小溝。油井井口經(jīng)常滲漏大量油污及污水，嚴(yán)重影響到井口衛(wèi)生和美觀。

（2）光桿腐蝕的表現(xiàn)形態(tài)。光桿腐蝕嚴(yán)重的部位大多在井口盤根盒以上20～1 500 cm之間，這段距離的光桿在油井正常時(shí)與外界空氣接觸時(shí)間較長，腐蝕性液體有充分的時(shí)間和空氣中的氧氣產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)?，F(xiàn)場觀察到光桿腐蝕主要為點(diǎn)蝕和機(jī)械作用所形成的麻點(diǎn)或小溝、槽等。點(diǎn)蝕多數(shù)情況下為小孔，表面直徑等于或小于它的深度，只有幾十微米，分散或密集分布在金屬表面，孔口多數(shù)被腐蝕產(chǎn)物覆蓋，少數(shù)是開放式。點(diǎn)蝕的特點(diǎn)是失重小且需要一段較長的誘導(dǎo)期，可以從幾個(gè)月到幾年。同時(shí)，在機(jī)械磨損作用下，加速了金屬表面的自鈍化膜和氧化膜的局部破損，裸露出金屬表面則鈍化為陰極，金屬表面為陽極，形成了局部點(diǎn)蝕。因此，當(dāng)電化學(xué)腐蝕和機(jī)械磨損同時(shí)存在時(shí)，二者相互促進(jìn)，加速了金屬的腐蝕。

3 腐蝕的原因和機(jī)理

3.1 電化學(xué)腐蝕

在有氧的條件下，聚合物溶液和氯離子的共同作用造成金屬的電化學(xué)腐蝕。聚合物是水溶性高分子物質(zhì)，屬于黏彈性體，它在水中溶解成大量的親水性基團(tuán)，這些帶有孤對電子的極性基團(tuán)很容易與金屬吸附，使得含有活性的陰離子的腐蝕介質(zhì)在金屬表面附著，此時(shí)在有氧條件下發(fā)生電化學(xué)腐蝕，溶液中含聚合物濃度越高，腐蝕極易發(fā)生。

在含氯離子的水溶液中，陰極是吸氧反應(yīng)，孔內(nèi)金屬離子不斷增加，在蝕孔電池的電場作用下，蝕孔外陰離子不斷向孔內(nèi)遷移、富集，孔內(nèi)氯離子濃度升高，同時(shí)孔內(nèi)金屬離子濃度升高并發(fā)生水解。

水解產(chǎn)生的氯離子和孔內(nèi)的氯離子又促使孔側(cè)壁的鐵繼續(xù)溶解。隨著小孔面積的增大，腐蝕電流也隨著降低，孔內(nèi)的鐵離子濃度和相應(yīng)的氯離子和氫離子濃度也要降低，使蝕孔的自催化過程減緩或停止。

3.2 細(xì)菌腐蝕

聚合物是微生物的營養(yǎng)基，聚合物的存在有利于細(xì)菌的大量繁殖，而其中腐生菌、硫酸鹽還原菌、鐵細(xì)菌等都會對金屬造成一定的腐蝕。

4 目前光桿的防腐工藝

目前控制腐蝕的方法主要有改變環(huán)境成分、添加緩蝕劑和電化學(xué)保護(hù)、保護(hù)性鍍層等，其主要手段都是從阻隔碳鋼與腐蝕性介質(zhì)和氧氣直接接觸方面入手的。目前使用電鍍防腐光桿的方法較多，現(xiàn)場使用效果也不錯(cuò)，但現(xiàn)場更換光桿成本較高，且工作量較大。

5 光桿防腐裝置的設(shè)計(jì)

此裝置的設(shè)計(jì)主要是利用現(xiàn)有光桿（無論是普通鋼制光桿還是有防腐鍍層光桿），在聚脂合物和氯離子下的電化學(xué)腐蝕有一個(gè)必要條件是有氧狀態(tài)，設(shè)計(jì)主要考慮如何阻隔聚合物和氯離子電化學(xué)腐蝕需要的氧氣，通過光桿表面充分刮抹潤滑脂后形成油基保護(hù)膜切斷具有腐蝕性介質(zhì)與氧氣接觸從而實(shí)現(xiàn)光桿的防腐。

裝置示意圖如圖1所示。

該裝置工作原理是利用井口盤根壓蓋作為固定點(diǎn)，利用裝置對夾時(shí)下面腔體部分夾持在壓蓋上，上部腔體在裝置固定在光桿上后，通過油嘴注入潤滑脂，當(dāng)光桿上下運(yùn)動(dòng)時(shí)，上部腔體中的潤滑脂對光桿表面潤滑，通過O型圈刮除光桿上多余的油脂，使光桿表面形成油膜，阻隔空氣，切斷電化學(xué)反應(yīng)，當(dāng)腔體潤滑脂減少時(shí)可通過上部螺桿帶動(dòng)壓板擠壓油脂包裹光桿，用完時(shí)可通過油嘴再次加油。

6 使用效果

裝置在崔4-6井試驗(yàn)，該井投產(chǎn)后由于原油含水高，原油含水達(dá)95%以上3個(gè)月不到光桿就開始出現(xiàn)點(diǎn)蝕、溝、槽等，井口盤根漏失嚴(yán)重，井口臟，井口設(shè)備因?yàn)榈貙铀挠绊懸蹭P蝕嚴(yán)重，同時(shí)更換盤根的次數(shù)頻繁，增加了工作量，影響到油區(qū)的清潔生產(chǎn)。在通過加裝光桿防腐裝置后，光桿腐蝕速度明顯下降，光桿冷腐蝕得到有效控制，盤根漏失也得到了解決，使用效果明顯。在效益上，減少了更換光桿需要的成本投入，還能在一定程度上降低盤根對光桿產(chǎn)生的摩擦阻力。如果在光桿投運(yùn)初期使用該裝置，對油井光桿外部實(shí)施油膜保護(hù)，效果將更為理想。

參考文獻(xiàn)

[1] 樊友軍，皮振邦，華萍，等.細(xì)菌對碳鋼腐蝕的電化學(xué)研究[J].腐蝕與防腐，2003（3）：93-96.

[2] 黃傳家，陳虎，李斌.渤南油田油井偏磨腐蝕分析及治理[J].石油儀器，2006（5）：77-79，82.

[3] 韋良霞，肖英玉.純化油田油井腐蝕、結(jié)垢原因分析及治理措施[J].石油天然氣化工，2004（2）：127-128，133.