王勇

（大慶油田裝備制造集團(tuán)油田專用產(chǎn)品制造分公司油管制造廠，黑龍江 大慶 163000）

隨著經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，全球范圍內(nèi)的石油能源需求量不斷增加，石油開采成本和投入也相繼提高。油套管腐蝕問題是石油開采中的重要問題，已經(jīng)成為了影響石油開采工業(yè)健康發(fā)展的一個難題。目前，國內(nèi)外針對于油套管腐蝕問題進(jìn)行了詳細(xì)研究，在分析影響油套管腐蝕介質(zhì)、機(jī)理的基礎(chǔ)上，提出了應(yīng)用性較強(qiáng)的防護(hù)技術(shù)。因此，在對油套管腐蝕與防護(hù)技術(shù)的發(fā)展研究中，要對國內(nèi)外的現(xiàn)狀進(jìn)行充分了解，從而為我國油套管腐蝕防護(hù)技術(shù)的開展提供有利的借鑒條件。

1 油套管腐蝕的機(jī)理分析

套管是油井中的重要組成部分，也是油井不可喪失的重要部分，所以說提高套管的防腐性能，就是在延長油井的使用壽命。

影響套管腐蝕的因素。首先，溶解性氣體的腐蝕。在油氣田水中溶解的氧成分，會造成碳鋼的腐蝕。一般情況下，氧含量每升低于1mg就會出現(xiàn)對腐蝕碳鋼的問題，而此時，水中同時存在二氧化碳或者其他的氣體成分，腐蝕的速度就會急速升高。與此同時，對腐蝕程度產(chǎn)生較大影響的是氧的濃度、溫度和壓力等。其次，溶解性鹽腐蝕。在油水中溶解鹽對于碳鋼的影響也是極大的。碳鋼在堿性的溶液當(dāng)中會發(fā)生氧去極化的腐蝕問題，進(jìn)而在碳鋼表面性鈍化膜，但與酸性溶液相比腐蝕速率相對較低。

油套管腐蝕呈現(xiàn)出的特點(diǎn)分析。首先，由于腐蝕介質(zhì)的存在具有多向性的特點(diǎn)，所以，不同介質(zhì)對于油套管的腐蝕程度也是不一樣的，但各類介質(zhì)之間會相互促進(jìn)進(jìn)而加速了油套管的腐蝕速度。其次，受油套管所處環(huán)境溫度和高低壓的不同，對于油套管的腐蝕速度和程度都是不同的。最后，在油氣田中會對油套管產(chǎn)生腐蝕的介質(zhì)有氧氣、二氧化碳等，在這些介質(zhì)中氧氣產(chǎn)生的腐蝕是最大的。

油套管腐蝕呈現(xiàn)出的類型。油套管所處的環(huán)境較為惡劣，所以產(chǎn)生的腐蝕因素的因素也是很大的，多種因素同時作用于油套管，對此進(jìn)行腐蝕，必然會加大油套管的腐速度。從對油套管處所溫度的分析，產(chǎn)生的腐蝕類型主要分為以下幾種：首先，在低溫環(huán)境下，由于氫氣介質(zhì)的侵蝕，會造成油套管的開裂、坑蝕等；其次，在常溫環(huán)境下，硫化物對油套管產(chǎn)生腐蝕，會發(fā)生開裂現(xiàn)象；最后，在高溫環(huán)境下，油套管會出現(xiàn)被均勻腐蝕、被點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕和應(yīng)力腐蝕等幾種現(xiàn)象。

油田開采環(huán)境對于油套管的要求。從油套管腐蝕的特征來分析，當(dāng)油套管處于工作過程中時，必須要同時滿足力學(xué)和環(huán)境兩個方面的需求。因此，油套管自身就要具備超高性能的防腐蝕能力和耐磨損能力。同時，還需要油套管具有較強(qiáng)的強(qiáng)度，這樣才會阻止由于應(yīng)力過大出現(xiàn)開裂的問題。另外，要保證油套管的密封性能，以防止由于外部氣體入侵造成油套管內(nèi)部出現(xiàn)迅速腐蝕的現(xiàn)象。

2 油套管腐蝕的防護(hù)技術(shù)

油套管作為油田開采的關(guān)鍵部分，在油田開采中對保證油田的穩(wěn)定性，確保油田開采系統(tǒng)的安全運(yùn)行等具有非常重要的意義。由于油套管所處工作環(huán)境較為惡劣和復(fù)雜，所以在油套管表面經(jīng)常會出現(xiàn)由于多種因素造成的腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)而降低了油套管的使用壽命，嚴(yán)重者還會發(fā)生安全隱患問題。因此，在油田開采過程中，要做好油套管腐蝕防護(hù)技術(shù)水平的提升，提高油套管的使用性能和耐腐蝕性，以此保證油套管工作的穩(wěn)定性，降低風(fēng)險發(fā)生的幾率。

2.1 選擇腐蝕性能高和耐腐蝕的管道材料

應(yīng)用防腐性能高的管道材料是提升油套管防腐效果的第一步，所以在對油套管進(jìn)行防腐處理時首先就要對主要的腐蝕介質(zhì)進(jìn)行分析，然后結(jié)合成本控制因素選擇最適合的防腐材料。在一般情況下，在選擇防腐管材時主要可以從以下兩個方面考慮：首先，對油套管所處的工作環(huán)境進(jìn)行分析，對未來可能會發(fā)生的腐蝕情況進(jìn)行預(yù)測，并對可能會產(chǎn)生的腐蝕類型和程度進(jìn)行評估。其次，對將要應(yīng)用的管道材料進(jìn)行腐蝕測試，觀察腐蝕測試是否通過了管材的實際需求，同時還要從成本等方面對管材應(yīng)用的經(jīng)濟(jì)性與使用性進(jìn)行分析，在綜合考量后選擇最適合的管材。

2.2 在油套管中注入緩蝕劑

緩蝕劑的在管道中的注入是十分常見的腐蝕處理方式，緩蝕劑在注入油套管中后，能夠稀釋腐蝕介質(zhì)，后者在管道壁上形成一層保護(hù)膜，以阻擋腐蝕介質(zhì)與管道之間的接觸，進(jìn)而達(dá)到防止腐蝕的目的。此技術(shù)在實踐應(yīng)用中效果較為顯著，但在具體的應(yīng)用過程中，需要對油套管所處的工作環(huán)境進(jìn)行仔細(xì)分析，比如，油套管工作環(huán)境的壓力、介質(zhì)因素以及溫度等，以便于為緩蝕劑類型和數(shù)量的選擇提供科學(xué)的依據(jù)。

在油套管防腐蝕處理過程中采取緩蝕劑注入的形式，能夠迅速地形成保護(hù)層，降低腐蝕發(fā)生的概率，這種防腐技術(shù)成本較低，但是處理難度較大，需要耗費(fèi)很多的時間，對于油井的正常開采具有一定的影響。

2.3 采用鍍層涂抹的防腐蝕技術(shù)

在油套管的表面進(jìn)行鍍層的涂抹也能夠阻止腐蝕介質(zhì)與管材之間的接觸，進(jìn)而達(dá)到防腐蝕的效果。鍍層涂抹技術(shù)在管材防腐中的應(yīng)用，主要是因為其本身具有很好的防腐性能，通過金屬或者合金的形式在管材上面形成保護(hù)膜，這層保護(hù)膜可以通過化學(xué)膜、熱膜和電鍍膜的形式存在。而非金屬的鍍層膜分為有機(jī)鍍層和無機(jī)鍍層。鍍膜防腐技術(shù)在油套管防腐中的應(yīng)用，能夠極大地提升油套管的防腐性能，但目前油井的環(huán)境對此項技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了很大的阻礙。

針對于鍍層涂抹防腐技術(shù)的應(yīng)用，不同的專家學(xué)者和實踐人員進(jìn)行了具體的分析。李巖針對此項技術(shù)的應(yīng)用，采取了不同的方法，在N80油套管表面上制備了化學(xué)鍍Ni-P、電鍍Zn-Ni、熱噴涂Ni-Cr-Fe=Ta-Mo-Ti合金鍍層，經(jīng)過實驗得知，能夠極大地提升油套管的防腐蝕性能。林乃明利用熱滲鍍技術(shù)在油套管上配制了Ni基合金層，能夠極大地提高油套管的防腐蝕性能。張智利用特種高分子的有機(jī)聚合物，配制了綜合性能很高的MPS防腐涂層，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了納米技術(shù)的研制，并在MPS防腐涂層當(dāng)中加入了多種納米材料，使納米分散問題得到了有效的解決，同時使MPS防腐涂層具有了很強(qiáng)的防腐蝕性能和防垢性能。

2.4 電化學(xué)防腐技術(shù)

此項技術(shù)在油套管防腐中的應(yīng)用分為陽極保護(hù)和陰極保護(hù)兩種。在油氣田開采中，一般應(yīng)用較為普遍的是陰極保護(hù)的形式。陰極保護(hù)分為外加電流保護(hù)和犧牲陽極陰極保護(hù)兩種方式。第一種方式是對陰極電流進(jìn)行陽極化處理，從而降低了腐蝕速度。而第二種是使被保護(hù)金屬陰極極化得到有效保護(hù)的方式。這兩種方法在具體的應(yīng)用過程中，需要根據(jù)油套管材質(zhì)以及應(yīng)用期限的不同進(jìn)行科學(xué)的選擇。在油套管防腐實踐處理實踐中得知，采取陰極保護(hù)的方式能夠減緩或者防止外壁腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

3 結(jié)語

綜上所述，油田開采工作環(huán)境相對復(fù)雜和惡劣，油套管受多種因素的影響，極易發(fā)生腐蝕現(xiàn)象，從而對油套管的使用穩(wěn)定性以及油田開采的安全性等造成不利的影響。因此，為了有效地解決這些問題，就要提高油套管的防腐蝕性能，保持其穩(wěn)定性和安全性。但由于目前條件的限制，各種技術(shù)在應(yīng)用中仍存在很大的局限性，所以在具體的工作處理中會采用綜合防護(hù)的方式，以彌單一技術(shù)的不足，以此提升油套管的防腐性能，降低管道使用成本，提升油田開采的經(jīng)濟(jì)效益。