周婧雯
(大慶油田有限責(zé)任公司第十采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所,黑龍江 大慶 163000)
溫度對(duì)油田回注水腐蝕速度和程度具有重要的影響,溫度升高會(huì)導(dǎo)致腐蝕的速度加快,促進(jìn)溶液的擴(kuò)散和對(duì)流,減少溶液電阻率,導(dǎo)致腐蝕形成的原電池兩極反應(yīng)程度提升。通過(guò)圖1的分析可知,溫度的提升會(huì)導(dǎo)致腐蝕電位向正負(fù)兩極移動(dòng),電流也會(huì)出現(xiàn)增減的情況。而且圖示表明腐蝕電位最大的溫度為55oC,這個(gè)溫度的腐蝕電流也是最大的。
圖1 溫度對(duì)管道腐蝕機(jī)理的影響示意圖
通過(guò)對(duì)油田采出水不同流速對(duì)金屬腐蝕速度的實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),管道中液體的流動(dòng)速度對(duì)腐蝕程度和速度具有重要的影響,腐蝕的速度會(huì)隨著液體的腐蝕速度先增大再減小,而且在開(kāi)始的變化中,變化速度比較快[1]。達(dá)到一定速度后,腐蝕的速度會(huì)逐漸開(kāi)始減慢。出現(xiàn)這種情況的主要原因?yàn)橐后w流速的腐蝕影響效果與管道的金屬特性相關(guān),一般流動(dòng)速度越快,腐蝕性也會(huì)越強(qiáng)。
通過(guò)對(duì)回注水管道腐蝕的機(jī)理來(lái)看,管道腐蝕與管內(nèi)液體的pH值具有直接的關(guān)系,通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)管道腐蝕速度最快的pH值為4~7之間,pH值增大的情況下,流速降低,這個(gè)階段的腐蝕化學(xué)反應(yīng)為氫離子去極化的反應(yīng)模式。同時(shí)pH值在7~10之間時(shí)腐蝕程度的變化最小,CO2和O2的溶解速度減慢,溶解難度低,腐蝕速度的變化程度小。但是隨著pH值的增大,超過(guò)10后,腐蝕速度會(huì)進(jìn)一步加大。這個(gè)階段的反應(yīng)主要是金屬管道與堿的直接反應(yīng),加大了CO2和O2的溶解度,使腐蝕速度進(jìn)一步提升。具體變化趨勢(shì)如圖2所示。
圖2 pH值對(duì)管道的腐蝕影響
石油產(chǎn)業(yè)中主要采用鋼鐵材質(zhì)管線進(jìn)行運(yùn)輸,而鋼鐵等金屬在與腐蝕介質(zhì)的接觸中必然會(huì)導(dǎo)致一定的腐蝕作用,使管線出現(xiàn)泄漏的情況,影響管線使用壽命的同時(shí)也會(huì)使石油企業(yè)面臨巨大的經(jīng)濟(jì)損失,或者造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而通過(guò)添加緩蝕劑有利于對(duì)管道金屬起到物理和化學(xué)的緩溶解作用,是管道防腐的重要方法[2]。通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),在外部條件相同的情況下,通過(guò)在管道中添加緩蝕劑有利于緩解管道腐蝕速度,對(duì)防腐具有顯重要的作用。
油田的環(huán)境一般比較惡劣,處于野外地區(qū),在土壤中一般會(huì)含有鎂離子、鈣離子以及硫酸根等離子,隨著環(huán)境的轉(zhuǎn)變可能會(huì)造成部分垢質(zhì)沉淀。因此在防腐中不能采用單一的防腐方法,而是需要利用多種防腐結(jié)合的方式有效解決防腐問(wèn)題。比如可以加強(qiáng)對(duì)油田采出水回注的處理。具體的操作中可以通過(guò)在采出水回注的過(guò)程中添加一些藥劑,以及絮凝劑,保證藥劑混合的全面性,通過(guò)氣浮的帶動(dòng)保證油田采出水的效果更高,能夠快速除去其中形成的渣質(zhì)內(nèi)容。通過(guò)采出水回注水的有效處理以及理化處理方式的結(jié)合,實(shí)現(xiàn)對(duì)污染物形成和沉淀的有效控制,有效緩解腐蝕效應(yīng)。
綜上所述,油田回注水是提升油田產(chǎn)量的重要方式,但是從回注水管的維護(hù)情況來(lái)看仍然存在很多的問(wèn)題。油田回注水中含有很多的雜質(zhì),這些物質(zhì)會(huì)加速管道的腐蝕,同時(shí)溫度、流速以及pH值等因素也是加速腐蝕的重要因素,因此需要結(jié)合回注水管道腐蝕機(jī)理采用添加藥劑以及優(yōu)化回注水處理流程等方式有效降低腐蝕速度,延長(zhǎng)管道的使用壽命。