孫濤

【摘 要】隨著社會(huì)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，油田開發(fā)已經(jīng)成為我國經(jīng)濟(jì)增長的重要支柱。近年來，全球各地都在打造生態(tài)環(huán)境，而油井開發(fā)正好符合節(jié)能降耗要求和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。在油田井下施工的時(shí)候，應(yīng)用防腐防垢技術(shù)能夠?qū)τ吞锞鹿ぞ咂鸬胶芎玫谋Ｗo(hù)作用，讓工具的作用更好地發(fā)揮出來。文章對(duì)油田井下工具防腐防垢技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析，以供同行參考。

【關(guān)鍵詞】油田井下;工具;防腐防垢技術(shù);應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TE983 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）12-0096-02

工具是油田井下開發(fā)的關(guān)鍵物件，如果缺少了工具意味著油田井下開發(fā)工作無法進(jìn)行，長期處于陰暗的環(huán)境中工具時(shí)常出現(xiàn)強(qiáng)度下降、被腐蝕等現(xiàn)象，這對(duì)于整個(gè)工作的開展都存在安全隱患。為了改善這種狀況，企業(yè)廣泛應(yīng)用了防腐防垢技術(shù)，這對(duì)工具起到了很好的保護(hù)作用，使工具的作用能夠更好地發(fā)揮出來，為油田井下開發(fā)做出貢獻(xiàn)。

1 油田井下工具腐蝕結(jié)垢的原因

1.1 油管腐蝕結(jié)垢分析

在進(jìn)行油田井下工作的過程當(dāng)中，油管作為一個(gè)輸送工具，其作用是不容忽視的，同時(shí)油管也是容易被侵蝕結(jié)垢的工具，在對(duì)油管中的腐蝕物結(jié)垢物進(jìn)行提取后發(fā)現(xiàn)，其中的腐蝕物質(zhì)分別是碳酸亞鐵、氧化亞鐵、硫化亞鐵等，而結(jié)垢物質(zhì)則是碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂等。在這些物質(zhì)當(dāng)中，碳酸亞鐵和氧化亞鐵都是二氧化碳在腐蝕之后形成的，對(duì)于工具的腐蝕性較強(qiáng)。

1.2 具體原因分析

從提取出的腐蝕物來看，大部分的工具中腐蝕結(jié)構(gòu)物質(zhì)都是由鈷、硫化氫等導(dǎo)致的。我國部分油田井下的油層水中硫酸鹽十分充沛，在注入水之后會(huì)先流經(jīng)油水分離處理過后的污水，而在諸多的處理過程當(dāng)中，缺少有效去除硫酸鹽的工序，導(dǎo)致水中還有很大一部分硫酸鹽存在，細(xì)菌在此環(huán)境中能快速增長，形成腐蝕結(jié)構(gòu)物質(zhì)。此外，在油田井下有無溶解氧，這類化學(xué)物質(zhì)處于金屬中是很難發(fā)生氧化反應(yīng)的，但是一旦碰到水分就會(huì)發(fā)生反應(yīng)。因?yàn)樗杏须娊赓|(zhì)溶液，導(dǎo)致水分當(dāng)中有一定的氬離子存在，所以當(dāng)金屬中進(jìn)入水分后，發(fā)生氧化反應(yīng)，原子態(tài)緊緊地吸附在油管表面上，導(dǎo)致表面上的金屬是陽性的，最終對(duì)工具造成腐蝕結(jié)構(gòu)現(xiàn)象。有時(shí)，因?yàn)槟承┪镔|(zhì)的存在，導(dǎo)致工具當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生催化作用，最終SO32-變成S2-，與油管的內(nèi)壁產(chǎn)生了化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致內(nèi)部表面被侵蝕了。不僅如此，這類變化會(huì)漸漸地發(fā)展成為FeS、Fe（OH）2沉淀，所生產(chǎn)出來的沉淀物質(zhì)會(huì)一直附著在油管內(nèi)，最終形成結(jié)垢。如果工具上的結(jié)垢物質(zhì)長期得不到處理，就會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際運(yùn)行過程當(dāng)中產(chǎn)生故障。在實(shí)際運(yùn)行時(shí)，如果這些結(jié)垢物質(zhì)在受到震動(dòng)之后掉進(jìn)了地層中，就會(huì)永遠(yuǎn)存在于地層，使得地層堵塞，吸水量降低，嚴(yán)重制約油田井下的順利開發(fā)。

2 油田井下工具防腐防垢技術(shù)的應(yīng)用

2.1 發(fā)蘭處理、鍍銘、鎳磷鍍的應(yīng)用

我國油田井下工具防腐防垢技術(shù)中應(yīng)用最多的就是電法保護(hù)制、襯里制、涂層制及緩蝕制等。對(duì)于油田井下工具而言，涂層是最有效的保護(hù)方法之一，操作比較簡單，在專業(yè)領(lǐng)域也將其稱之為表面處理技術(shù)，例如發(fā)蘭處理、鍍銘、鎳磷鍍。油田井下開發(fā)是一個(gè)長期的過程，而整個(gè)過程的順利實(shí)施都離不開工具的幫助，而在工具防腐方面，則可以應(yīng)用發(fā)蘭和鍍絡(luò)等方法，這兩種方法有著比較好的防腐蝕效果。然而，這兩種方法也有缺點(diǎn)，就是在長期的高溫環(huán)境之下，作用得不到充分的發(fā)揮，一般在油田井下工作了6個(gè)月以上的工具，就會(huì)出現(xiàn)不同程度的劣跡，而這也給腐蝕帶來了一定的機(jī)會(huì)。相比之下，鎳磷鍍的防腐效果更好一些，在工具使用中應(yīng)用鎳磷鍍8個(gè)月以上，工具的劣跡與發(fā)蘭、鍍銘6個(gè)月差不多，這足以看出鎳磷鍍的防腐蝕效果更好，更適合在油田井下工具中應(yīng)用。

2.2 離子滲氮技術(shù)的應(yīng)用

近年來，相關(guān)企業(yè)意識(shí)到油田井下工具腐蝕結(jié)垢問題。為了解決這一現(xiàn)象，可以在防腐防垢中應(yīng)用離子滲氮技術(shù)，這種技術(shù)主要是應(yīng)用在油管等工具的防腐中，并取得了比較好的應(yīng)用效果。在離子滲氮技術(shù)的使用上，在銅的表面將氮原子滲透進(jìn)去，從而達(dá)到提升表面層硬度的目的，還可以有效地提升疲勞強(qiáng)度，讓工具表層更為堅(jiān)硬，擁有更強(qiáng)的抗腐蝕性。工作人員先把工具放在鹽浴爐當(dāng)中，注入一些會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的原料，再將其一同加熱，等到達(dá)一定溫度的時(shí)候，再停留一段時(shí)間。這樣做主要是為了讓油田井下工具能夠擁有一層化合物組成的保護(hù)層，預(yù)防外界對(duì)其帶來的侵蝕，增強(qiáng)工具表面的疲勞強(qiáng)度和耐磨性。在經(jīng)過低溫滲氮處理之后，需要在工具的表層涂上一層2～20 μm的氮原子，從而使得工具表面的鋼更有耐腐蝕性，達(dá)到防腐的目的。

2.3 滲氮油管的應(yīng)用

我國部分油田井下開發(fā)已經(jīng)進(jìn)入到后期階段，而油田井下的腐蝕性一直以來都是導(dǎo)致注水管壽命降低的具體原因，有的時(shí)候注水管會(huì)直接報(bào)廢，需要更換新的注水管。為了減少這種現(xiàn)象的發(fā)生，可以選擇應(yīng)用涂料油管技術(shù)和滲氮油管技術(shù)。最開始的時(shí)候，涂料油管技術(shù)只能夠在注水管的防腐上發(fā)揮作用，然而在后續(xù)的使用過程中卻發(fā)現(xiàn)涂料出現(xiàn)不均勻、鼓包、脫離等問題，使得分層注水井的水嘴被堵住了，或者是在進(jìn)行沖刷的時(shí)候操作有誤，導(dǎo)致注水管局面被腐蝕了，給注水管實(shí)際運(yùn)作帶來了難度。除此之外，在實(shí)施涂料之后，隨著時(shí)間的延伸，會(huì)出現(xiàn)局部的脫落，導(dǎo)致原本的抗腐蝕作用喪失了，注水管也因此極其容易遭到腐蝕。相比之下，滲氮油管有著更好的應(yīng)用價(jià)值，在現(xiàn)場實(shí)施作業(yè)的過程當(dāng)中，滲氮油管的表層堅(jiān)硬度降低了，液壓鉗總是產(chǎn)生打滑等現(xiàn)象，如果一直持續(xù)下去，就會(huì)導(dǎo)致液壓鉗的鉗片被損傷。相關(guān)部門曾經(jīng)對(duì)此進(jìn)行過統(tǒng)計(jì)，每5根油管進(jìn)行連接之后，就需要更換一次液壓鉗鉛片，這樣的做法實(shí)則上會(huì)導(dǎo)致油田井下開發(fā)速度十分緩慢，而經(jīng)常更新鉛片也會(huì)花費(fèi)一定的費(fèi)用。在油田井下工具防腐防垢技術(shù)當(dāng)中，已經(jīng)開發(fā)出了SFG雙金屬復(fù)合防腐油管，這是一種將金屬管道爆燃加襯融為一體的防腐技術(shù)，在制造的時(shí)候，將液壓作為動(dòng)力。在實(shí)際的工作過程當(dāng)中應(yīng)用該油管，可以將能量傳輸?shù)椒Q襯管之中，讓基襯和管身密切相貼，實(shí)現(xiàn)復(fù)合。SFG雙金屬復(fù)合防腐油管的復(fù)合端使用了環(huán)焊銜接，擁有十分緊密的密封結(jié)構(gòu)，避免了物質(zhì)進(jìn)入注水管，抵抗住了工具的侵蝕和結(jié)垢。

3 油田井下工具的鹽浴腐蝕實(shí)驗(yàn)分析

工作人員將油田井下工具放在一個(gè)容器當(dāng)中，再把鹽浴氮化配件和鍍鉻等配件放在支架上面，將箱子口密封，不讓里面有任何的空氣進(jìn)入，將空氣壓力調(diào)整成為0.2～0.4 MPa，同時(shí)將噴霧壓力調(diào)整至0.07～0.17 MPa，在實(shí)驗(yàn)箱子當(dāng)中供波是5%NaCl溶液。整個(gè)實(shí)驗(yàn)的過程溫度最好是在55 ℃，該溫度持續(xù)72 h，最后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表示，鹽浴氮化工具配件的耐腐蝕性是最好的。

在雙金屬油管和鹽霧氮化工具的實(shí)驗(yàn)上，工作人員同時(shí)使用這兩種油管進(jìn)行試驗(yàn)，從實(shí)際的實(shí)驗(yàn)可以看出，在運(yùn)作的過程當(dāng)中，雙金屬復(fù)合油管使用起來比較簡單，施工過程也相對(duì)安全一些。鹽霧氮化工具實(shí)驗(yàn)起來也比較簡單，并沒有出現(xiàn)任何的卡阻行為，在進(jìn)行分層注水井的時(shí)候，也不會(huì)對(duì)最后的結(jié)果造成太大的影響。

4 結(jié)語

油田井下工具的腐蝕結(jié)垢原因有很多，碳酸亞鐵、氧化亞鐵、硫化亞鐵、碳酸鎂、硫酸鈣、硫酸鎂等都是導(dǎo)致工具結(jié)垢腐蝕的具體元素，針對(duì)這些情況，企業(yè)必須制定出合理的解決措施。應(yīng)用發(fā)蘭處理、鍍銘、鎳磷鍍、離子滲氮技術(shù)、滲氮油管等辦法改善現(xiàn)狀，促進(jìn)油田井下開發(fā)工作更好更快地進(jìn)步。

參 考 文 獻(xiàn)

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