中国各大油田腐蚀情况介绍

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中国东西部含硫油气腐蚀特征分析 术
蔡益栋 周 玲 刘大锰
（中国地 质 大 学 ，北 京 １０ ８ ０ ０ ３）
摘
要：在我 国油 气田中，西部主要 为 高含 硫化氢天 然气气田，主要分布在鄂 尔多斯、塔里木和 准噶 尔盆地 以及四川盆地
ｉ．ｎｔｅｅ ｓｅ ｅ ａ ｉ ａ ｆ ａ ａ ｕ ｎ ｈｇ ｕｆｒ ｎ ｅａ ｉ ｉｏ ｈ ｎ ｌＧｕ ａ ＬｉｏＨｅｆ ｌ ｅ ｉｅ ｉｈｓｌｕ ｎ ｗ— ｎ Ｉ ａｔｒ ａ ａ，ｃｄｇ ｓ Ｚｈ ｏＬ ｎＺｈ ａ ｇ＇ｉｈｓｌｕ ｄｐ ｒｃｄｏｌ ｆ ｅ ｇｉ ｄ ｏ， ａ ｅｄｂ ｓｄ ｓ ｇ ｕｆｒ ｄｌ ｈ ｎｒ ｏ ａ Ｓ ｉ ｈ ａ ｏ
ＣＡＩ — ｏｎ ＺＨＯＵ ｉ ｄ ｇ， Ｙｉ Ｌｎｇ， Ｕ — ＬＩ Ｄａ ｍｅｎ ｇ
（ ｈｎ ｉｅｓ ｙ ｆ ｏｃ ｎ ｅ， ｅ ｉｇ１０ ８ Ｃ ｉａ Ｃ ｉａ ｖｒｉ ｓｉ ｃｓＢ ｉｎ ０ ０ ３，ｈｎ ） Ｕｎ ｔ ｏ Ｇｅ ｅ ｊ
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｉ ｅｏ ｌ ｎ ａ ｉｌ ｆ ｉ ａ，ｙ ｒ ｇ ｎｓ ｌ ｄ ｃ ａｕ ａ ａ ｓｅｎ ａ ｅ ， ｉｌ ｉｔ ｂ ｔ ｅｂ ｓ ｆ ｄ ｓ ｓ ｒ ｃ ： ｎｔ ｉａ ｄｇ ｓｆ ｄ ｏ ｎ ｈ ｄ ｏ ｅ ｆ ｅｒ ｈ ｉ ｎ ｔ ｒ ｌ ｓｉ ｗｅ ｔ ｒ ｒ ａ ｍａｎ ｙ ｄｓｒ ｕ ｅｉ ｔ ａ ｉ ｏ ｏ ， ｈ ｅ Ｃｈ ｕｉ ｉ ｎ ｇ ｎ ｉ ｎｈ ｎ Ｏｒ Ｔ ｒｍ，ｕ ｇ ｒ ｎ ｅ ｇ ｓｆ ｌ ｆ ｕ， ｏＪａＺｈ ｉ ｏ ｇ Ｂａ， ｅ ａ ｎ ｏＬｏ ｇ Ｈｅｉ ｅｍａ ｉ ｅｆ ｃ ｅ ｔ ｔ ｆ ｉ ｈ ａ ａ ｉ Ｊ ｎ ｅ ｄ ｔ ａ ｅ ｄ ｏ ＨｅＫｏ Ｌｕ ｉ ａ ， ａ ｈ ｉ Ｄｕ Ｚｈ ｎ Ｗ ｉ Ｙｕ ｎａ ｄＷ ｎ ｔ ｒ ｉ ｓｓ ａ ａｏ ｕ ｎ ｎｈ ｎ ａ ｒ Ｓ ｃ ｂ ｓｎ Ｉ ｅ ｅｆｅｄ ． ｅｃ ｎ ｅ ｔ ｆ ｙ ｒ ｇ ｎ ｓ ｌ ｄ ｂ ｕ ％ 一 ２ ， ｓｌ ｉｔｉ ｕ ｅｉ ｅｏ ｌ ｎ ａ ｅ ｉ ｎ ｗｈ ｒ ｈ ｄ ｉ ａｔ ｃ ａ ｉ ． ｔ ｓ ｌ ｓ ｔ ｏ ｔｎ ｄ ｏ ｅ ｕ ｆ ｅｉ ａ ｏ ｔ ｎｈ ｉ ｈ ｏｈ ｉ ｓ ５ ９ ％ ｍｏ ｔ ｄ ｓ ｂ ｔ ｔ ｉ ａ ｄｇ ｓ ｇ ｏ ｅ ｅａ ｙ ｒｔ ｓ ｌ ｒ ｈ ｙ ｒ ｎｈ ｒ ｎ ｅ ｉ

运行 时问 的延 长 ， 防腐层 老化 ， 管体 腐蚀穿 孔问题 会 日益突 出 ， 严重 影响油 田安全 生产 ， 对全厂埋 地管 道 进 行改造 前 的检 测和调 查 已刻不 容缓 。管线腐 蚀状
况 见图 ３ 图 ４ 、 。
图 １ 剥 离 黄夹 克 保 温 层 下 腐 蚀 严 重
Ｇ ａ ｈ ｉ ｎ ｉ ｉｎａ ｅＸｉｏ ａ ｄＬｕＪａ ｆ ａ
（ ａ ｉｇＯｌｅｄＮ ．１Ｏｌ ｒｄ ｃｏ ｉ ｓ ｎ Ｐａｎｎ Ｄ ｑｎ ｉ ｌ ｏ ｉＰｏｕ ｔｎＤｖ ｉ ， ｌｎ ｉｇ＆ Ｄ ｓ ｎＩｓｉｔ，Ｄ ｑｎ ，Ｈ ｉｎ ｊｎ １ ３ １ ） ｉ ｆ ｉ ｉｏ ｅｉ ｎｔｕｅ ａｉｇ ｅｌ ｇｉ ｇ ６ １ １ ｇ ｔ ｏ ａ
Ｋ ｅ ｒ ｓ ｂ ｒｅ ｐ ｌｎ ｙ ｗｏ ｄ ｕ ｉ ｄ ｐｉｅ ｉ ｅ，ｃ ｒｏ ｉｎ ａ ａ ｙ ｉ ，ｄ ｔｃ ｉｎ，ｓ ｇ ｅ ｔｏ ｏ ｓｏ ｎ ｌｓｓ ｅ ｅ ｔ ｏ ｕ ｇ ｓｉｎ
１ 萨 中油 田埋地管线基本现状
萨 中油 田经 过近 ５ ０ａ的开 发建 设 ， 逐步 形 成 了 规模 庞大 ， 系统 复杂 的地 面工程 体系 。截止 ２ ０ ０ ９年
葛小海等 ： 中油田埋地 管线腐蚀 情 况分析 萨
Байду номын сангаас
７
泡沫 之 间形成 锈蚀 层 ， 电解质 的长期 作用下 ， 在 管体
又发 生 电化 学腐蚀 从 而 加重 了管体 的腐 蚀 ， 有 害 在
出大修或 更换处 理 。按 照石 油天然气 行业 标 准 Ｓ ／ Ｙ
离子 的共 同作 用 下 ， 管道 发 生点 蚀 、 部 腐蚀 ， 终 局 最
底各 种站 库所辖 埋地管 线 总长 为 １０ ９ｋ 具 体情 ４４ ｍ，

采取 辣层 、 电化学保护和加＾缓蚀剂 、 杀菌剂等措施可使情况得到缓 解 美键词 ： 管道 腐蚀 防护 措籀
塔 里木 油 田是 国内西部新 开发 的大 油田 ， 是西 气东 输 的起点 。伴 随着 油 田开采 时 间的延 长 ， 腐蚀
问题 越来 越严 重 。
情 况 （ 自《 摘 油气 田腐蚀 与防 护 技术 手 册 ）４ 页 表 ｅ１
２ １） ～ ９。
土壤 电阻率／２ｍ １．
０ ０ ～４ ｏ ．２ ８ ｏ
含水 量／ ％ １ 油套 管腐蚀 油井 套管腐蚀 较 严重 ， 中油管 内壁 较 油管外 其 壁和 套管 内壁腐 蚀 速率 要 高 。最严 重 的腐 蚀发 生 的温度 范 围为 ８ ０～１０ ：对 应 的井 段 位置 一 般 在 ０Ｔ， １ ０～３０ｍ 范 围 内 ，５０ 以上 和井 底 部 分 轻。 ５ ０ ５Ｏ １０ｍ 油管 内壁 腐 蚀 速 率 可达 ２ ｍ ａ以上 ； 管 环 空 腐 ｍ／ 套 蚀速率 不 超 过 ｌ ｍ ａ环 空 中 腐 蚀 速 率 ０ ５ ｍ ａ ｍ ／； ．ｍ ／ 以下 ， 注水井 腐蚀 速率 比生产 井稍低 。 ２ 集输 管线 腐蚀 随着 塔 里木油 田的发展 ， 已建成各 类地 面管线 １５ ｋ 目前 管线腐 蚀 穿孔 现 象 越来 越 严重 ， ４８ｍ， 仅轮 南 油 田统 计 ： １９ 在 ９８年一年 中埋地 管线 穿孔达 １２ ２ 次 、９９年穿孔 达 １４次 、００ 穿孔 达 ６７次 ， １９ ５ ２０ 年 ０ 其 中油管 ２ 次 、 （ 水 管线 ５６次 。联合 站 、 油 １ 注 供） ８ 转 站、 计量 站也 多次 出现穿 孔事故 。
（ 天津 大学材料学院 ， 天津 ３Ｏ７ ） ００２
摘要 ： 简要介绍 了塔里木油田采油设备 内外腐蚀 的原因及防护措施 。指 出土壤 盐 含量 高 、 形成盐 浓差 电 池是造成采 油管外腐蚀 的主要原因 ； 内腐蚀则 由于地下水的矿 化度 、 含量 高 及硫 酸盐还原 菌而引起 管 ａ一

油田腐蚀情况介绍在影响油套管腐蚀的诸多介质中,CO2和H2S是最常见和最有害的两种腐蚀气体介质，它们的作用会导致所谓酸性腐蚀(sour corrosion)和甜腐蚀(sweet corrosion ）。

在石油天然气的开发过程中，油田主要存在的两大腐蚀问题为：一种是主要以CO2和H2S单独造成的腐蚀即CO2腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂，另一种是以CO2+H2S+Cl—等气体和介质共存的情况下造成的腐蚀，它们不仅给油田造成了巨大的经济损失，而且往往带来一些灾难性的后果，如人员伤亡、停工停产以及环境污染等。

目前我国塔里木、长庆、四川、华北、江汉等的某些区块主力油气田均存在严重的CO2腐蚀，而且这些油田不少区块还存在更为严重和复杂的CO2+H2S+Cl—综合腐蚀。

1 塔里木油田CO2腐蚀环境调研塔里木油田地处新疆塔克拉玛干沙漠，油气井多是4000m以上的深井和超深井，井下温度、压力和腐蚀介质含量都很高，环境十分恶劣。

因此勘探开发难度大、成本高，油田建设投资巨大.随着油田的不断开发生产，油田含水量持续上升，腐蚀问题将越来越严重。

表错误!未定义书签。

塔里木主要油气田腐蚀因素统计表注:该表的数据统计的是各区块最具代表性的数据，并非全部数据。

塔里木油田，环境十分恶劣及复杂，包括高温、高压、CO2-H2S-Cl－共存腐蚀环境、CO2—Cl－共存腐蚀环境以及H2S—Cl－共存腐蚀环境，见表错误!未定义书签。

从表错误!未定义书签。

中可以看出,存在H2S酸性腐蚀环境区块均同时含有CO2气体，某些CO2含量较低的油气井的环境可以看作是H2S 、Cl－共存腐蚀环境,但这种情况很少见。

表错误!未定义书签。

塔里木轮南油田介质环境塔里木油田井下工况环境复杂还在于其介质环境具有高的总矿化度、氯离子含量、CO2含量、铁含量和低pH值。

有很强的腐蚀性.以轮南油田为例，其原始地层压力在50MPa以上，温度为120℃左右,氯离子含量高达13×104mg/L，矿化度达2013×104mg/L左右，CO2分压0.7~3。

油气采集储运中的腐蚀现状及典型案例油气采集储运中的腐蚀现状及典型案例：1. 管道腐蚀管道腐蚀是油气储运中常见的问题之一。

腐蚀会导致管道壁厚减薄、管道失效甚至泄漏，严重威胁油气输送的安全。

典型案例有2010年墨西哥湾深水地平线石油泄漏事故，该事故中管道腐蚀是泄漏的主要原因之一。

2. 储罐腐蚀储罐是油气储存的重要设施，但长期使用容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致储罐壁厚减薄、底部泄漏等问题。

典型案例有2005年中国渤海湾海底油气泄漏事故，该事故中储罐底部腐蚀是泄漏的主要原因之一。

3. 钻井设备腐蚀在油气采集过程中，钻井设备也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致设备失效、钻井作业中断等问题。

典型案例有2012年北海渤海湾油气田钻井设备腐蚀事故，该事故中钻井设备腐蚀导致钻井作业受阻。

4. 泵腐蚀泵是油气采集储运中常用的设备之一，但泵也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致泵的性能下降、寿命缩短等问题。

典型案例有2015年中国西南地区油气田泵腐蚀事故，该事故中泵的腐蚀导致油气采集效率下降。

5. 阀门腐蚀阀门是油气管道中常见的控制设备，也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致阀门失灵、泄漏等问题。

典型案例有2018年加拿大阀门腐蚀事故，该事故中阀门的腐蚀导致油气泄漏。

6. 钢结构腐蚀油气储存设施中的钢结构也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致钢结构强度下降、安全性降低等问题。

典型案例有2008年英国北海油气平台钢结构腐蚀事故，该事故中钢结构的腐蚀导致平台结构失稳。

7. 铜合金腐蚀油气采集储运过程中使用的铜合金也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致铜合金失效、泄漏等问题。

典型案例有2016年美国墨西哥湾油气田铜合金腐蚀事故，该事故中铜合金的腐蚀导致管道泄漏。

8. 膜腐蚀油气采集储运过程中使用的膜材料也容易受到腐蚀的影响。

腐蚀会导致膜材料性能下降、使用寿命缩短等问题。

典型案例有2017年加拿大油气田膜腐蚀事故，该事故中膜材料的腐蚀导致油气泄漏。

9. 防腐涂层腐蚀为了防止设备和管道腐蚀，常常会对其进行防腐涂层处理。

油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施背景在石油开采生产过程中，为了提高采油效率，注入水是必不可少的环节。

油田注水管道的设计、安装、使用过程中，由于长期受到酸性、碱性、高盐度、高温等腐蚀因素的侵袭，极易导致管道的损坏，从而影响油田正常生产。

因此，防腐措施起着至关重要的作用。

腐蚀现状腐蚀类型油田注水管道的腐蚀一般包括以下几种类型：管壁腐蚀管壁腐蚀主要由水中的氧化性物质、盐分、硫化氢等引起，常见于管道内壁的部位。

通常情况下，腐蚀主要发生在两相接触处，如焊接处、弯头处、凸出部位等。

穿孔腐蚀穿孔腐蚀是管道腐蚀中最为严重的一种，它会导致管道的完全断裂或是泄漏。

穿孔腐蚀一般发生在管壁附近，其潜在因素包括：管道材料质量、管道设计不合理、生产和运行中的错误等。

底部腐蚀底部腐蚀是由于水中的沉淀物在管道底部积累，导致底部腐蚀，常见于直管道或是水流缓慢的部位。

底部腐蚀不仅会影响管道强度，也会导致管道内的流量下降。

腐蚀速率腐蚀速率是指管道在不同工作条件下的腐蚀程度。

通常情况下，腐蚀速率的测定方法包括失重法、电化学测量法、微硬度测试法等。

失重法是一种较为简便的测量腐蚀速率的方法，其原理是在管道或是试样被测量前后进行一次称重，根据重量差别来计算腐蚀量。

电化学测量法是根据管道表面腐蚀反应的电流与时间的关系，来测定管道的腐蚀速率及腐蚀类型的方法。

微硬度测试法是采用微硬度计进行测试，其测量难度较大，精度较高。

防腐措施为了降低油田注水管道的腐蚀速率，保护管道的资产安全和延长管道的使用寿命，必须采取适当的防腐措施。

材料选择油田注水管道的材料选择是防腐措施的关键之一，常用的材料包括：碳钢、钢材、不锈钢、合金钢、金属材料等。

在选择材料时，必须考虑到工作环境、管道运行条件、水质等因素，尽可能选用能够抵抗腐蚀的材料。

防腐涂层在管道安装前，可以进行防腐涂层加工，常用的涂层材料包括聚脲、聚氨酯、丙烯酸等。

涂层可以防止腐蚀的发生，提高管道的使用寿命。

电流防腐电流防腐技术是利用电化学原理，在管道表面形成一层保护膜，来防止管道的腐蚀。

油田注水管道的腐蚀现状及防腐措施1.前言注水采油技术是国内各大油田提高原油采收率的主要方法，随着油田开采时间的增长，注水水质的不断恶化，硫酸盐氧化还原菌的不断增多，油田井下管柱和输油管线的腐蚀及结垢问题，一直是困扰油气开采和输送的顽症，所造成的严重损失令人触目惊心。

据2003年 9月对我国第二大油田——胜利油田的调查发现， 11个采油厂 8000余口注水井、总长度 1583万m的统计，平均腐蚀速度达 1.5mm／a，平均穿孔率达2.4次／(km· a)。

在部分严重损失区块，管线换新周期不足 3a，最短的仅 (3 ～ 4)个月，所报废的注水管柱中有 90％以上是因腐蚀、结垢而造成，整个胜利油田由于腐蚀引起的管柱、管线材料费直接经济损失就达 3亿元，并由于更换管柱、管线影响作业和生产，导致间接经济损失达 10亿元左右。

而全国各大油田的管线和管柱到 2001年年底，总计高达10亿余米，这方面的损失更分别高达 100亿元和1000 亿元之多。

因此，研究注水系统的腐蚀规律及防腐蚀措施刻不容缓，具有重要的意义。

2.油田注水管道腐蚀的影响因素油田注水管道的腐蚀也符合金属腐蚀的一般规律，主要影响因素有：(1)pH值。

一般情况下，当 pH 值在 4 ～10时，腐蚀过程主要受氧扩散过程控制，腐蚀速率不受PH值影响。

在PH值不大于4 的酸性范围内，碳钢表面的氧化物覆盖膜将完全溶解，致使钢铁表面和酸性介质直接接触。

因此，提高注水PH值，可以解决酸蚀问题，但不一定能解决其它腐蚀类型。

从理论上讲，注水的最佳 pH值应为 7。

当 pH 值在 10～13 的碱性范围内时，随碳钢表面的 pH值升高， Fe2O3覆盖膜逐渐转化为具有钝化性能的 r —Fe2O3 保护膜，腐蚀速率会有所下降。

但是当 pH值过高时，腐蚀速率又会上升，其原因是碳钢表面的钝化膜溶解成可溶性的铁酸钠 (NaFeO2 )。

(2)溶解氧。

氧腐蚀是油田注水系统的主要腐蚀形式之一。

很小 。
单 井气相 硫化氢 与二 氧化碳 的含量 ；水 中溶解性 气
体如 溶解氧 、溶 解硫化 氢 、溶解的 二氧化碳 含 量检
测 ；油 、水 样分析 ；生 产工 艺参数温 度 、压力 、流 速分 析等 ；结合现 场失 效管 段的宏观 观察 、扫描 电 镜分析 、ｘ 射线成分衍射分析 、原 子能谱 分析、腐蚀 产物分 析等 失效分 析方 法 ，对 油 田生 产 系统存在 的
Ａ平台 １ 口单 井的介 质流速 超过 ３ ／，０ ６ ｍ ｓ２ 口单 井 ２２ 金 相组 织分 析 ．
中含有一 定的 泥砂 ，对弯头 、三通 等部位 造成 冲刷 通过 对井 口腐蚀 穿孔管 线短节 的金相 组织分 析 腐蚀 ，Ｂ 台２ 口单井 的介质流速超过 ３ ｓ ２ 口单 可 见 ：金相 组织 均为铁 素体 ＋珠光 体 ，组 织结构 未 平 ５ ｍ／， ８
Ｆ， ４ ，具有一定的保护性 ，则腐蚀速率较低 。 ｅ 膜 ０ 通过 对两个 平台所 有单井温 度进 行统计分 析 ， 所有的单井温 度均处 于６ ～１０Ｃ范围内 ，属于二氧 ０ ２￣ 果见表２ 、图６ 。 表２ 腐蚀产物Ｘ 射线衍射分析结果表 主要 晶体 组成
主 要 由Ｆ Ｃ 、 Ｆ 、 Ｆ ２ 、 Ｆ ３ ｅ Ｏ３ ｅＳ ｅＯ３ ｅＯ４
由水 中溶 解的硫 化氢 与二氧 化碳 引起 的腐 蚀速率 在 ２１ 宏 观观察 ．
中度腐蚀到严重腐蚀的范 围内。 通过 宏观观 察和 电子显微 镜观察 ，造成 腐蚀 失 ＮＡ Ｅ Ｃ 在标准Ｒ 一７ ５２ ０ 中对腐蚀程度进行 了 效 的主要腐 蚀形 态为坑蚀 ，而 放大镜 下观 察 ，蚀坑 Ｐ０ ７ —０ ５ 较 为详细的规 定 ，参见表 １ 。 内具 有 明显的 台阶状腐 蚀形貌 ，属 于典 型的二氧 化

油田生产从油井￣联合站一 注水井 （ 地层） 一油井是一 个循环系统， 这一系统， 任
何一个部位发生腐蚀均会影响油田 正常生产。 油田注水系统的结垢是一个普遍存在的问
题， 结垢会给生产带来严重危害。 水垢在注水管道中形成， 会增大水流阻力，使注水能 耗增高， 导致设备和管道局部腐蚀： 水垢如果 在注水地层和生产层形成， 还会引起严重
质水。 大多数为地表水、油层拌生 水和海水， 甚至工业废水。 例如： 我国油田注水约有 ５ ６ ％ 为回注水。由于地质结构不同 ，在油田的采出水中，水质存在较大的差异，因水中
溶解的气体和盐不同，构成各种水质，也带来腐蚀和结垢问 题，常常使油井和集输系统 产生故障（ 腐蚀，结垢） 。认识影响水质的因素是采取相应措施的关键。
油套管腐蚀速率， 缩短了井的寿命．生产过程常常因结垢造成生产井停产作用，影响生
产， 增 加 成 本［ ｕ ） 。 为 解 决 这些 生 产 难 题， 提 高 防 垢、除 垢 效 益 的目 的 ， 国 内 外 许多 油 田
开展了 一系列的油 水井防除垢的研究， 对各油田 的生产发展 和科技进步起到了较大的 促
的 地 层 伤 害， 造 成 油 、 水井 过 早 报 废 ［ ｚ ） 一 ［ ６ ） 。 可 见 防垢问 题 是 一 个非 常 重 要 的问 题。
油Ｆ Ｈ 最常见的垢型有碳酸钙（ Ｃ ａ Ｃ ０ ３ ） 、二水硫酸钙（ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ， ・ ２ Ｈ ｝ Ｏ ） 、 硫酸钙 （ Ｃ ａ Ｓ Ｏ ， ） ， 硫酸钡（ Ｂ ａ Ｓ Ｏ ， ） 和硫酸铭 （ Ｓ ｒ Ｓ Ｏ ， ） ， 而微量的硫酸铭往往存在于大量的硫酸钡中，很难把
进作用。
油气田用水主要包括采油注水，地面设施用水和钻井用水。采油用水最大，约占全

频井成为首要问题。
・ 一
３ ０
４ ０
５ ０
６ ０
７ ０
８ ０
９ ０
、
腐蚀结垢原因分析
温度 （ ℃）
通过跟踪 ５８口现场作业井，发现乾安各区块油井腐蚀 ４
图 １ 采 出 ｊ 质 厝 蚀 性 评 价 试验 硬水
结垢存在明显的规律及特征，腐蚀结垢井段基本集中在泵挂 位置——ｌ０ 米井段。杆管具有明显点蚀和局部腐蚀特征， ｌ０
表 １ 大 情 字 区 块 采 出水 水 质 分 析 结 果
Ｃｒ Ｉ Ｏ一 ｔ ３ Ｃ Ｍ￣ ｇ＋ Ｃａ Ｓｄ ｏ
依据公式： 井下Ｃ Ｏ 分压＝ 饱和压力（ 或 流压）Ｃ ： ｘ Ｏ 百分含量。大情字油田平均井底
ＳＢ Ｒ
流压为 ７ ｂ ａ ． ｌ ，现场测试分析 ５ ０Ｐ ０口油井伴 生气 ，伴生气中平均 Ｃ ２ Ｏ 体积百分含量为 ２ ６ 计算井下 Ｃ ２ ． ％， ６ ０ 分压为 Ｏ ８Ｍ ａ ． ６ Ｐ。由此 １
根据采油系统的特点，为全面保护油井的套管、 生产管 柱， 针对腐蚀结垢的主要因素确定以化学法为主的防护措施 ， 选用水溶性油分散型、具有不同溶解分散性能的复合型抗 Ｃ： Ｏ 腐蚀的缓蚀剂和 Ｓ Ｂ杀菌剂两种药剂缓解腐蚀结垢状 Ｒ
况（ 见表３ 。 ）
表 ３ 不 同 药 剂 主要 成 份 及 功 能
腐蚀产物呈蜂窝状， 疏松而多孔， 附着力低 ， 轻轻一碰即大片 脱落。
试验结果表明， 水质的腐蚀性随温度升高逐渐增加， 并且 在 ４℃以上腐蚀速率均超过标准规定的 ０ ２ｍｄ，水质的 ０ ． ５ ｎａ １
自身特点决定了腐蚀强度。 高矿化度会增加水的导电性， 从而 增大腐蚀反应电势， 促进腐蚀加剧。 氯离子具有较高的极性和 穿透性能， 能在金属表面发生优先吸附， 破坏金属表面的钝化 膜， 导致局部腐蚀形成蚀坑。

中原油田油水井腐蚀原因分析及防护对策的应用摘要：随着中原油田开采发展后期，油水井腐蚀严重。

造成油水井事故问题，加大了修井的开支。

很显然能源紧缺问题越来越严重，注水井腐蚀在其中就属于十分常见的问题所在。

无论是油水井在施工中产生困难重重的现状，还是对于油田开发设备以及开采期限的负面影响，亦或者对于整体上开采效率的影响，现如今中原油田企业之中显然已经成为了日益迫切解决的事情。

对此，我们则从油水井产生腐蚀的主要原因进行剖析，继而提出对应的防护对策与防护意义。

为中原油田开发中所存在的油水井腐蚀现象提出几分参考建议，能更好地促进中原油田事业的不断进步与发展。

关键词：开支透出；油田过度开采；油水井；腐蚀原因；防护对策前言：众所周知，中原油田的开发离不开油水井的应用，从水井之中向井内注水，确保油层的压力在其中得以提升，从而能够提升油藏内的驱动力，而这些正是提高油田开采效率的有力手段。

近些年来，油田开采技术的不断进步与完善，促进了油田规模的大量开采，其中油水井腐蚀现象也在其中十分常见。

提出对于油水井产生腐蚀的原因，从根本问题上得以解决，促进油水井腐蚀防范对策的实施与应用，才能够更好地推进中原油田开采的不断发展，减少事故井的发生！一、油水井的腐蚀常见原因中原油田油水井注水过程中，水源的复杂以及相关外部因素的不断渗入影响，许多油水井腐蚀现象越来越常见且十分严重，对于中原油田开采效率更是有着明显的负面影响，对此，在大量的文献资料与实际的考察之下，对于油水井腐蚀的常见原因，主要有两点，其一，许多油水井注水之中，注入的水分多以硫化物污水为主，这些污水中富含大量的氯离子以及硫化氢、硫酸盐还原菌等成分，这些成分均会对油水井造成明显的腐蚀迹象，产生十分常见的金属腐蚀；其二，污水中的游离二氧化碳成分在其中很容易与水结合生成碳酸离子，随着二氧化碳浓度的不断增加，其中的碳酸离子对于油水井的腐蚀迹象也逐渐增加，同时，由于许多氯离子的影响，这些氯离子与二氧化碳也十分容易对油水井造成腐蚀。

一
．
概 况
属滨海盐渍土壤， 土壤含盐 以氯化物为主。 氯离子含量最高可达 ５ ２ ２ ５ ． ５ ａｇ ｒ ！ ｌ ， 土壤 电阻率低， 一般都在２ ０ ０． ｍ， 地下水位高， 一般为１ ～３ 米。 通过腐蚀试验 站试 片埋 没测 得 的腐蚀速 度 ， 为大 庆地 区的 ８ 倍， 四 川的３ ６ 倍 按 土壤 腐蚀 性标 准判 断 ， 油 田属 极强 腐蚀 区 。 四． 腐蚀 控翩 技术 在油 田 的应用 １ ） 钢 质管道 的外 防腐 。 包覆 聚 乙烯 夹克和 硬质聚氨 酯泡沫 夹克是 油 田应 用 比较成 熟的 防腐技 术 。 （ ２ ） 钢 质管道 容器 的内 防腐 涂料 因其 防腐 性能优 良、 施 工简单、 应用范围广等特点， 近年来一直是油田钢制管道、 容器设备内防腐主要 材料。 环氧 型及 聚氨酯 型涂料 的 耐油 ． 耐温 、 耐 含油 污水性 能较 好 ， 目前 内 防腐 采用 的基 本上都 是环氧 类涂料 。 环 氧树 脂具有 优 良的耐 碱酸 盐 、 耐水 、 耐油性 性 能， 附着力突出， 涂层有 良好的机械性能。 （ ３ ） 玻璃钢及复合管。 玻璃钢质量轻强 度高 ， 具有优异的耐腐蚀性 ， 绝热性好， 流体阻力小， 运输安装简便， 使用寿命 长。 目前油 田采出水腐蚀较严重的地区、 污水站大都采用玻璃钢管。 （ ４ ） 阴极保 护技术。 油田先后对长输或较长的输油管线多条实施了阴极保护。 目前阴极保 护技 术 已成 为埋 地管道 和储 罐罐底 板 外壁保 护不可 缺少 的措施 。 （ ５ ） 污水处 理 及 回注系统 密 闭隔氧 、 配套 投加 化学 药剂工 艺技 术 。 油 田以形成 了一 套适 应油 田水 质特点 的水 质稳定 处理 工艺 。 通 过控 制环境 与添 加水质 稳定 剂的 方法 ， 来 减缓 腐蚀 、 防 止结垢 、 抑 制细 菌繁殖 。 控 制环 境 即采用 隔氧措施 ， 避免 空气 中氧 进入采出水处理系统而导致腐蚀加剧 ； 配套投加的稳定剂包括防垢剂、 缓蚀剂 、 杀菌 剂 、 除 氧剂等 化学 药剂 。 五 地面集翰系统腐蚀控制技术的发展和方向 油田在腐蚀控制领域开展并进行了大量的工作， 根据开发各个时期、 不同 区块、 不同生产介质的腐蚀特点， 不断研究， 开发和应用防腐新技术， 新材料和 新工 艺 。 经 过３ ０ 余 年发展 ， 现 已初步 形成 了技 术系 列 ： １ 、 污水 处理 及 回注系 统密 闭 隔氧 ， 配套 投加 化学 药剂 技术 ２ 、 钢质 管道 容器 内涂 内衬 工艺 技术

油气田集输系统腐蚀现状及原因分析摘要：集输管线是油气田生产系统的重要组成部分，而以内腐蚀和外腐蚀为主的腐蚀问题严重影响了集输系统的正常使用，带来了严重的安全威胁及经济损失。

该文介绍了油气田集输系统内腐蚀和外腐蚀现状，详细分析了内腐蚀原因，得出了由 H 2 S、CO 2 和无机盐产生的电化学腐蚀是影响腐蚀主要因素的结论，对腐蚀防护研究具有指导意义。

关键词：集输系统；油气田；内腐蚀；外腐蚀；电化学腐蚀管道运输因其具有低成本、高效、易于优化管理、降低运输损耗和风险等优势而被世界各国广泛接受，并大量应用于油气田生产运输。

然而，随着长输油气管线运行时间的增加，金属管道材料与管内外介质发生化学反应或物理作用成为金属化合物，造成管道金属受损，管线状况逐渐恶化失效，甚至可能造成管道穿孔，导致油品发生泄漏，影响正常输油生产，造成环境污染及国民经济损失。

1油气田集输系统腐蚀现状腐蚀是影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，油气田集输管线的腐蚀以内腐蚀和外腐蚀为主，据美国国家输送安全局统计，美国 45% 的管道损坏是由外腐蚀引起，而我国地下油气管道投产1~2 年后发生腐蚀穿孔的事故已屡见不鲜。

1.1 内腐蚀集输管线内腐蚀环境十分恶劣，且不同油气田主要腐蚀因素有所差异。

普遍存在的问题是 pH 值较低，矿化度高，Cl- 含量高，H2 S、CO 2 含量高。

内腐蚀是 H 2 S、CO 2 等酸性气体和水汽对管道内壁造成的腐蚀，是管道系统老化的重要原因之一，会降低管道结构强度，导致管壁穿孔、油气泄漏，而且内腐蚀引起的事故往往具有突发性和隐蔽性，后果一般比较严重。

随着油气田逐渐进入开发的中后期，管道流体中含水量、H 2 S 和 CO 2 等腐蚀性介质的含量在逐渐增加，这也加速了油气集输管线的内腐蚀。

1.2 外腐蚀金属管道材料与周围介质发生化学、电化学或物理作用成为金属化合物，造成管道金属体受损，甚者可能造成管道穿孔，使油气发生泄露，影响正常输油气生产，造成环境污染和经济亏损。

平均寿命 为 ５ａ更短的为 ２ａ 压力容 器下半部位 腐蚀 严重 ； ， ； 常压容 器腐蚀 主要集 中在底 部 内表 面与
顶部 内表 面。腐蚀给油田生产 、 安全和环境造成 了非常严 重的影响。文章主要从 腐蚀 现象、 因分析 原
和控 制措 施 三 个 方 面进 行 阐述 。
关键词 ： 疆油 田 新
，
针对腐 蚀严重 的管道 和储罐 ， 取 了具 有典型 选
从事稠油开采研究工作。
第 ５期 ຫໍສະໝຸດ 魏新春等 ．新疆油 田管道及设施 腐蚀 原因分析
・１ ９・
２ ２ 腐 蚀原 因分 析 ．
土壤 电 阻率大 于 ５ ・ Ｏ Ｑ ｍ。新疆 油 田大 多数 区块
２２ １ 储 罐 和管道 内腐 蚀 原 因分析 ．． 重 油公 司六 一九 区 的管道 和储 罐 ， 西油 田作 石 业 区石南 ４号 站 的 污 水罐 和采 油 三 厂 的集 输 管 道
管道
设施
腐蚀
原 因分 析 文章 编号 ：０７一 １Ｘ（０９ ０ ０１ ０ １０ Ｏ５ ２０ ）５— ０ ８— ３
中图分 类 号 ：Ｅ８ ． １ Ｉ ０４ ］ ９
文 献标 识 码 ： Ａ
据统计 ， 中国石油新疆 油 田公 司 （ 以下简称新疆 油 田） 因腐蚀 造成 管道 、 器 和处 理站 报废 ， 新 改 容 更 造的资金约 ２ 亿元／ 。稀 油区块 的集输 与注水管道 ａ 内腐蚀严重 ； 区块 的单井管道 外腐蚀严 重 ， 稠油 平均
⑧水管道内腐蚀和结垢 比油管道严重。 （） ２储罐容器。 ①稠油储罐和容器比 稀油储罐和
容器腐蚀严重 ； ②油中含砂量大的储罐和容器比含砂 量少或不含砂的 腐蚀和磨蚀严重； ③罐底腐蚀重于罐

油气田地面管道内腐蚀现状及防腐技术研究摘要：针对我国油气田地面管道腐蚀穿孔失效频发的难题，首先介绍了几种不同材质管道腐蚀和开裂失效案例，然后基于我国油气田大量地面管道腐蚀失效分析，总结了内腐蚀研究需关注的重点问题。

综述了缓蚀剂、内涂层、双金属复合管、非金属复合管等油气田地面管道常见的内腐蚀控制技术，以及内穿插修复、风送挤涂修复和局部补强修复等内腐蚀治理技术的原理、研究进展、现场应用效果等。

最后分析了油气田地面管道内腐蚀面临的难题和挑战。

关键词：油气田；地面管道；内腐蚀；原因防腐对策1管道内腐蚀原因及影响因素1.1内腐蚀原因管道内腐蚀主要是因为管道内的水分和微生物等物质的存在会与管道的油气混合物产生化学反应从而造成的管道内腐蚀。

油气中具有腐蚀性的气体主要有H2S、CO2、SO2及各种气体的混合物等，对于硫化氢气体，这种气体溶于水中会生成硫酸，硫酸具有强腐蚀性。

聚合物管道被H2S腐蚀后容易导致局部氢脆。

CO2溶于水后使得溶液PH值降低，产生HCO3-、CO32-离子，这些酸性物质容易与管道的铁质物质反应生成碳酸铁、碳酸亚铁等沉淀，不仅腐蚀铁还产生污垢堵塞管道。

二氧化硫与二氧化碳的腐蚀原理基本相同，二氧化硫溶于水与管道内的铁反应，生成硫酸亚铁可水解成三氧化二铁和硫酸根离子（SO42-），产生的硫酸根离子也具有腐蚀性。

同时，管道的内部中流体，在输送过程中也能对管内壁产生冲刷腐蚀，流体中含有沙块、碎屑等固相颗粒对管道内部磨蚀，结合腐蚀性气体，加速了管道内部的腐蚀。

1.2管道内腐蚀影响因素1.2.1硫化氢腐蚀硫化氢会在输送过程中离析出HS-和S2-等，其会吸附在金属的表面，这就增加了吸附复合物的含量，由于相应离子会造成金属点位移动，并且向着负值位移，这就会增加阴极释放出氢气的速度，获得电子的过程就削弱了金属键的强度，使得金属位置出现了腐蚀现象。

1.2.2二氧化碳腐蚀在集输管道内，二氧化碳气体和水发生反应，此时就会产生一定量的碳酸，碳酸在作用下电离出H+，电离后的H+直接还原，析出氢气值是，金属表面的HCO3-则处于浓度较低的状态，水也会被还原，析出氢气，形成点蚀作用。

２ １２ 油 系统腐 蚀穿孔情 况
介 质时 的状态相 同 ； 在湍 流条件 下 ， 同比例的 油水混 不 合物投加 缓 蚀 剂 浓度 在 ５ ｌ 上就 可 以将 腐 蚀 速 以 率控 制在很 好 的水 平 ． 无 局部腐 蚀 出现 ； 且 但在 层 流条 件 下 ， 蚀剂 浓 度在 １０—２０ｍ／１ ， 蚀 速 率仍 很 缓 ０ ０ ｒ 时 腐 高 ， 不稳定 ． 且 即便 达 到 ５０ｍ ， 蚀速 率 也 无 法 达 ０ ｌ腐 到规 定标准 。
摘
要
近 年来 ， 中原 油 田生产 系统 的防腐取得 了 良好 效 果 ， 随着 油 田综合 含 水 的上 升 ， 系统 但 油
的腐蚀越 来越 严重。 本文通过 对 油 系统 腐蚀现 状 的分析 和评 价 ， 出了解 凌 油 系统腐 蚀 的基 本 思路 和 提 技 术措施 ， 对老 油 田的防腐 工作 具有重要 意 义。 主题 词 中原 油田 油 系统 腐蚀 管线 防腐 １ ３ 因腐 蚀造 成 的经济损 失减 少 ．
９ ５ １ ９ 年 １９ 年 ９年 ９６ ７ ９ １ ９ 年 １９ 年 ９９ ９ ９ ２ ０ 年 ００
斟
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上升 了 １４ 倍 ， 且呈逐年 递增趋 势 （ ．１ 而 见图 ３ 。 ）
图 ｌ 中原油 田生 产 系 统 腐 蚀 速 率 变 化 曲线
Ｅ
１２ 腐 蚀 穿 孔 次 数 减 少 ，
ｌ 中原油 田油 井产出液田 油 系统 廊 蚀 状 况分 析 噩 对 策
更为严 重 的是 ． 局部腐蚀 极为严 重 。 比如 ． 采油 二 厂采油 三矿联 台站 脱 出水 ２０ ００年二 季 度 的点 蚀 速 率 达 到了 ２ ７ｍ ／ 。 １４ ｍ ａ采油 二矿 ２０ 三季度也 达到 了 ００年 ４７２ ｎ ａ 根 据 国 际 腐 蚀 工 程 师 协 会 （ Ｎ Ｐ 标 ． ７ｍ ｌ 。 ９ ／ Ａ Ｃ） 准， 中原油 田油 井产 出液属 极严重腐 蚀介 质 。

油田腐蚀情况介绍在影响油套管腐蚀的诸多介质中，CO2和H2S是最常见和最有害的两种腐蚀气体介质，它们的作用会导致所谓酸性腐蚀(sour corrosion)和甜腐蚀(sweet corrosion )。

在石油天然气的开发过程中, 油田主要存在的两大腐蚀问题为：一种是主要以CO2和H2S单独造成的腐蚀即CO2腐蚀和硫化物应力腐蚀开裂，另一种是以CO2+H2S+Cl-等气体和介质共存的情况下造成的腐蚀，它们不仅给油田造成了巨大的经济损失,而且往往带来一些灾难性的后果,如人员伤亡、停工停产以及环境污染等。

目前我国塔里木、长庆、四川、华北、江汉等的某些区块主力油气田均存在严重的CO2腐蚀，而且这些油田不少区块还存在更为严重和复杂的CO2+H2S+Cl-综合腐蚀。

1 塔里木油田CO2腐蚀环境调研塔里木油田地处新疆塔克拉玛干沙漠，油气井多是4000m以上的深井和超深井，井下温度、压力和腐蚀介质含量都很高，环境十分恶劣。

因此勘探开发难度大、成本高，油田建设投资巨大。

随着油田的不断开发生产，油田含水量持续上升，腐蚀问题将越来越严重。

表1 塔里木主要油气田腐蚀因素统计表塔里木油田，环境十分恶劣及复杂，包括高温、高压、CO2-H2S-Cl－共存腐蚀环境、CO2-Cl－共存腐蚀环境以及H2S-Cl－共存腐蚀环境，见表1。

从表1中可以看出，存在H2S酸性腐蚀环境区块均同时含有CO2气体，某些CO2含量较低的油气井的环境可以看作是H2S 、Cl－共存腐蚀环境，但这种情况很少见。

表2 塔里木轮南油田介质环境塔里木油田井下工况环境复杂还在于其介质环境具有高的总矿化度、氯离子含量、CO2含量、铁含量和低pH值。

有很强的腐蚀性。

以轮南油田为例，其原始地层压力在50MPa以上，温度为120℃左右，氯离子含量高达13×104mg/L，矿化度达2013×104mg/L左右，CO2分压0.7~3.5MPa，见表2。

这样恶劣的腐蚀环境往往会对井下设备造成十分严重的腐蚀。