柳瑶捷 慕银仓
摘要：油田开发后期，污水回注增多，部分井下管柱因其处理难度大，水质难以达到要求，导致部分管柱腐蚀、结垢。回收试验仪器常常会掉下来卡住。与此同时，刻度块脱落，注水受阻。部分水井注水量与注水分布不一致，井口和地层不能达到分层分布的目的。水质达标是防垢防腐的关键，但由于水质不稳定，需要对井下工具进行防腐防垢研究，改进井下工具的防垢性能，才能解决注水试验的瓶颈问题。对改善防腐蚀、防垢性能有重要的现场应用价值。
关键词：油田;井下工具;防腐防垢;技术研究
1引言：
油田管道在使用过程中，会受到外界因素的影响，产生结垢和腐蚀。严重影响了油田管道的正常使用。为确保油田工程的正常进行，矿业单位应重视管道的维护工作，采取有效的技术措施来解决结垢和腐蚀问题[1]。通过对油田管道结垢、腐蚀的原因进行分析，希望对油田单位的维修人员有所帮助。注重油田管道的除垢与防腐，才能确保采油作业的安全，减少对周围环境的影响，延长管道的使用寿命，提高采掘单位的经济效益。
2.油田井下工具腐蚀的原因分析
2.1对石油管道腐蚀的结垢分析
井下作业过程中，油管作为一种运输工具的作用不可忽视。与此同时，油管又是易腐蚀、结垢的工具。腐蚀物质有碳酸亚铁、氧化亚铁、硫化亚铁等，污染物质有碳酸镁、硫酸钙、硫酸镁。其中，碳酸亚铁和氧化亚铁都是二氧化碳腐蚀后形成的，对工具有较强的腐蚀性。
2.2特殊原因分析
根据抽取的腐蚀性物质，大部分工具中腐蚀物质是由钴、硫化氢等引起的。有些油田的油层水含有丰富的硫酸盐。注入后，先经过油水分离处理，然后先流过污水。很多处理过程中，由于缺乏有效的硫酸盐去除方法，造成了大部分水的污染。硫酸盐类存在，细菌会在这种环境下快速生长，形成腐蚀性的结构物质。另外，不管油田井下是否溶解氧，这种化学物质在金属中很难被氧化，一旦遇到水就会发生反应。由于水里有电解液，水里有一定数量的氩离子，金属进入水中就会发生氧化反应，原子态紧密吸附在管表面，金属在其表面形成正电荷[2]。刀具造成结构腐蚀。有时候，由于某些物质的存在，这些工具会有催化作用，最终SO32-变成S2-，它与管道内壁发生化学反应，导致内表面被腐蚀。不但如此，这种变化还会逐渐发展成 FeS、 Fe （OH）沉淀，所产生的物质将始终附着在油管上，最终形成污垢。若长时间不对刀具上的污物进行处理，会在实际操作中导致故障。实践中，若因摇动而落入地层中的结垢物质，将阻塞地层，使吸水能力下降，严重制约了油田井下顺利开发。
3.在油田井下工具防垢防腐技术的应用
3.1蓝处理，铭文电镀，镍磷镀层的应用
在我国油田井下工具中应用最广泛的防垢技术有电气保护系统、衬里系统、涂层系统和缓蚀系统。对油田井下工具来说，涂层是一种较为有效的保护方法，操作相对简单。也被称为表面处理技术，如蓝处理、电镀、镀镍等。油气田的井下开发是一个长期的过程，没有工具的帮助就无法顺利实施整个过程。刀具的防腐，可采用蓝、电镀等方法。两者均具有良好的防腐蚀性能。然而，这两种方法都存在缺陷，即在長时间的高温环境中，热效应无法充分发挥。一般说来，在油田工作6个月以上的工具会有不同程度的退化，产生腐蚀的可能性。相比较而言，镍磷镀层的防腐蚀效果更好[3]。若在使用工具时，镍磷镀层的使用时间超过8个月，刀具的劣化程度与镀蓝及铭文镀层的劣化程度几乎相同。充分地说明了镀镍磷的作用。它的防腐蚀效果较好，更适用于油田的井下工具。
3.2离子氮化工艺应用
近几年来，有关企业对井下工具的腐蚀、结垢问题有所认识。为解决这一现象，可采用离子氮化工艺进行防锈、防垢。这一工艺主要用于油管等工具的防腐处理，使用效果良好。采用离子氮化工艺，氮原子渗透到铜表面，从而提高了表面硬度。能有效提高疲劳强度，使刀具表面更加坚硬，并具有较强的抗腐蚀能力。先将工具放入盐浴炉内，注入一些能产生化学反应的原料，然后一起加热，达到一定温度后再停留一段时间。它的主要目标是使油田井下工具具有由化合物构成的保护层，以防止外部腐蚀，并提高工具表面的疲劳强度和耐磨性。在进行低温氮化处理后，需要在刀具表面涂覆2-20μ m的氮原子，以提高刀具表面的耐蚀能力，从而达到防腐的目的[4]。
3.3渗氮油管的应用
国内一些井下开发已进入后期阶段，油井腐蚀问题一直是注水管道寿命下降的具体原因。注水管有时直接报废，需更换新的注水管。为减少这一现象的发生，可选用涂管法和氮化管工艺。一开始，涂覆油管技术仅能起到防腐蚀的作用，但在随后的使用过程中，发现涂层不均匀、膨胀、分离，造成分层注水嘴堵塞。冲水过程中卡死或误操作，造成注水管腐蚀，给注水管的实际操作带来困难。而且，涂漆后，随着时间的推移，会出现局部剥落，失去原有的防腐蚀效果，所以注水管极易受到腐蚀。比较而言，渗氮管有较好的应用价值。野外作业时，渗氮管表面硬度下降，液压钳常出现打滑现象。如继续使用，将导致液压卡箍钳口损坏。相关部门已作了统计。每次接5根油管后，都需要更换液压卡箍。在油田井下工具防腐与防垢技术中， SFG双金属复合防腐管是一种集爆燃与金属管道衬里为一体的防腐技术， SFG双金属复合防腐管是一种新型的防腐技术。实践中，利用油管将能量传给衬管，使底衬与管体紧密结合，实现复合。SFG双金属复合防腐管复合端采用环缝焊接连接，密封性好，可防止物质进入注水管，抗腐蚀、防垢。
结语：油田开发工具是油气田开发的重要组成部分。缺乏工具意味着油田的井下开发工作无法进行。工具在阴暗潮湿环境中长期使用很容易发生强度下降和腐蚀，会影响整个工程的安全。作为严重的危险因素应及时改善这种状况，各企业普遍采用防锈、防垢技术，对保护工具、提高工具使用效率、促进油田井下开发起到了良好的作用。
参考文献：
[1]张志勇.注水井管柱结垢防治技术研究与现场试验[D].大庆：东北石油大学，2012.
[2]张志刚.CPRS防腐防垢装置在文南油田集输系统中的应用[J].内蒙古石油化工，2019，45（1）：28-29.
[3]郭长永.开展注水井油管防腐工艺适应性评价助力油田精细注水开发[J].新疆石油科技，2018，28（4）：62.
[4]徐群.油田井下工具防腐防垢技术研究及应用[J].内蒙古石油化工，2018，44（2）：107-109.
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