油田产出水腐蚀机理的研究现状与进展

来源:用户上传      作者: 赵淑楠

　　摘要：笔者在阅读了大量文献的基础上，对国内外对油田产出水主要的腐蚀因素：溶解氧，二氧化碳，SRB，pH值等的腐蚀机理研究现状做了综述。
　　关键词：油田产出水 腐蚀
　　
　　对油田采出水回注系统来说，注水管材、设备的腐蚀、堵塞、结垢三大问题作为影响油田正常生产的主要危险有害因素，引起了广泛的关注。回注系统三个问题的出现，是多种因素相互作用的结果。目前，国内外已有较多学者，对特定注水水质对管线的腐蚀机理进行了大量的研究。下面介绍几种常见的腐蚀因素的机理研究现状。
　　一、溶解氧的腐蚀
　　溶解氧是造成采油污水腐蚀的重要因素之一。采出水中溶解氧含量高时，使金属表面形成氧化膜而减弱采出水对管线腐蚀；含量较低时，形成保护性氧化膜比较困难，此时溶解氧的存在，会促进金属的腐蚀。
　　研究表明，碳钢在中性和碱性溶液中溶解氧腐蚀电极过程为:
　　阳极反应: 2Fe→2Fe2++4e-
　　阴极反应: O2+2H2O+4e-→4OH-
　　总反应为: 2Fe+2H2O+O2→2Fe2++4OH- →2Fe(OH)2↓
　　二、二氧化碳的腐蚀
　　CO2溶于水后对钢铁有很强的腐蚀性，在相同的pH值下，它对钢铁的腐蚀速率比盐酸厉害。CO2最典型的腐蚀特征是点蚀、台面状腐蚀和癣状腐蚀，其中台面状腐蚀最为严重。CO2对低碳钢的腐蚀速率有时可达7mm/a，腐蚀速率在厌氧条件下可高达20mm/a，可导致油井管寿命大幅度下降。
　　钢铁在CO2水溶液中腐蚀的基本过程为:当CO2遇水时，部分CO2溶解形成一定浓度的CO2溶液，溶液中的CO2浓度和分压成比例，溶解在水中的CO2和水反应形成碳酸。溶液中的碳酸和铁反应促使铁的腐蚀:
　　Fe+ H2CO3 → FeCO3 + H2
　　溶液中的H2CO3大都以H+和HCO3-离子形式存在，因此，生成物以Fe(HCO3)2为主。Fe(HCO3)2在高温下可分解为：
　　Fe(HCO3)2 → FeCO3 + H2O + CO2
　　腐蚀产物在钢铁表面不同区域的覆盖程度不同，且不同覆盖度的区域之间形成腐蚀电偶，在腐蚀电偶的作用下形成金属的局部腐蚀。虽然CO2腐蚀的基本特征是局部腐蚀，均匀腐蚀现象也经常发生。CO2腐蚀过程是一种复杂的电化学过程，影响的腐蚀因素较多，主要是CO2分压、介质组成、pH值、温度、流速、管材的性质等。
　　目前国内外很多学者在这一领域已经进行了长期和大量的研究工作。Dugstad和Videm认为腐蚀速度与CO2分压的0.5～0.8次幂成正比；Dugstad,etal认为二氧化碳分压小于0.5MPa时，腐蚀速度与流速、温度和pH值的适当增加无关；Ikeda和Veda研究了温度对FeCO3膜的形成有一定影响；Boris和Crolet认为pH大于5.5时，腐蚀轻微。
　　三、pH值的影响
　　有关学者通过研究发现：在氧浓度为lmg/L的纯水中，当pH≤4时，碳钢表面发生的腐蚀为均匀腐蚀，相当于酸洗过程；当4

转载注明来源:https://www.xzbu.com/3/view-1625326.htm