井下生產管柱防腐工藝技術現狀及應用評價

田忠進

摘要：腐蝕是導致井下生產管柱工作壽命縮短的因素之一，其中水井的腐蝕現象尤為突出。為解決這一問題，我們對勝利油田井下管柱的腐蝕情況及目前的防腐技術現狀進行了調研。通過對比分析，對不同防腐工藝技術在勝利油田的應用效果評價，為油田防腐技術的研究應用提供基礎資料。

關鍵詞：勝利油田；腐蝕；井下管柱；防腐

井下生產管柱的腐蝕問題主要包括油管腐蝕和配套工具腐蝕等兩大類型。勝利油田已經進入油田的中后期開發，油井含水的升高，井下生產管柱的腐蝕現象呈現逐步惡化的趨勢。如勝利采油廠3-5-X690井，井下封隔器鋼體的局部腐蝕達3mm，配水器的局部腐蝕達2mm，并出現了約10mm左右孔徑的穿孔。部分油管也出現了穿孔現象。油管及工具的絲扣端面均被腐蝕得殘缺不全。濱南采油廠的利33-34、21-1、濱79-27、73-2等注水井.管柱的內徑由62mm縮至25mm～40mm；臨盤采油廠的P1-46井，油管內徑變為28mm，水嘴也被完全堵塞。臨盤采油廠的L13-24井下管柱三年.起出管柱后在1000m以下有300多個圓洞，最大孔徑40mm多。2011年勝利油田完成了827口3年未動管柱水井的換管任務，工作中發現，3年未動管柱井的腐蝕率在100%，配套工具的腐蝕率達90%以上。腐蝕和結垢嚴重影響了管柱的正常工作。

1、防腐工藝技術現狀

1.1 涂料防腐技術

目前井下管柱常用的防腐涂料層包括底料（含高效防銹劑）、中間層（良好的耐熱、隔熱、耐水和化學藥品材料）和面料（耐熱、耐腐蝕材料）3部分，具有良好的耐油、耐水、耐油水混合物、耐多種化學藥品和100℃高溫油水腐蝕的綜合性能。

1.2 鍍層防腐工藝技術

鍍層防腐技術主要包括鍍鉻防腐和鍍鎳防腐兩種類型。目前油田推廣應用的主要是鍍鎳防腐技術。其基本原理就是利用化學方法，在油套管的內表面或內外表面鍍覆一層鎳磷合金（Ni₃P）以達到防腐的目的。鍍層防腐技術具有鍍層硬度高、耐磨、耐腐蝕性能好等優點。目前在用的鍍層油管可分為內鍍和內外兼鍍兩種類型。

1.3 玻璃鋼防腐工藝技術

玻璃鋼是熱固性樹脂和連續玻璃纖維的結合體。作為一種新型的防腐工藝技術，玻璃鋼防腐具有重量輕，防腐性能好等優點，適宜在原油、CO₂、酸、堿、鹽等多種環境中使用，目前已經能適應21MPa以下壓力油水井的使用條件。

1.4 玻璃鋼內襯防腐工藝技術

玻璃鋼內襯防腐工藝技術是一種新型的防腐工藝技術。它以鋼管為骨架，在鋼管內壁襯上了玻璃鋼防腐材料，在管外壁也涂覆有防腐涂料，從而從內外兩方面同時對管柱進行防腐保護。由于玻璃鋼內襯管中含有鋼管骨架，因此具有較高的機械性能，能滿足大部分油水井作業生產的實際需要。

2、防腐工藝應用情況及評價

2.1 涂料防腐工藝技術

結合勝利采油廠坨30區塊的336井，于1995年11月更換了普通油管，1999年10月起管后發現管柱嚴重腐蝕，其中第192根油管本體出現3處穿孔，油管絲扣均有腐蝕損壞現象。而該區塊的3275井于1993年10月更換了涂料油管，1999年11月起管發現，油管外部和絲扣僅有少量的腐蝕，且未出現穿孔現象。對比發現涂料油管在4年以內基本處于輕微腐蝕階段，此時的腐蝕主要集中在絲扣和節箍上；4年以上才會出現較嚴重的本體腐蝕現象.如東辛采油廠永12-36井就出現了油管涂料層大面積剝落，造成管柱整體腐蝕嚴重的現象。此外，由于涂料油管公扣以上20cm左右是作業中液壓鉗的夾持位置，很容易造成涂料層的損壞脫落，涂料油管液壓鉗夾持處的壽命約為1年～1.5年。

2.2 鍍層防腐工藝技術

1994年以來，勝利油田鎳磷鍍油管的年使用量逐步增加，目前已達820口，累計用量22000t。從使用情況看，其整體防腐性能良好。如1997年8月河口采油廠對95年3月渤南義4-6-11井下入的鎳磷鍍油管進行了檢查，發現該井管柱基本無腐蝕。臨盤采油廠98年對40口分注井進行了跟蹤描述，發現35口普通油管井均存在腐蝕現象，而且3年以上未動管柱井絲扣處的腐蝕較為嚴重，其中有15口井脫扣，而5口鎳磷鍍油管則幾乎沒有腐蝕。此外，井下工具采用了鎳磷鍍防腐技術后，其防腐性能也大幅度提高。如勝一區塊采用的鎳磷鍍工具在井下工作3～4年后，工具的本體腐蝕均不嚴重。其主要腐蝕部位和涂料管一樣仍集中在絲扣、節箍和液壓鉗的夾持處上。

2.3 玻璃鋼防腐工藝技術

勝利油田于1996年8月開始引進美國Smith公司的玻璃鋼管進行防腐試驗，目前已經在37-K434、34-2463、S3-12等井上應用。

2.4 玻璃鋼內襯防腐工藝技術

玻璃鋼內襯防腐技術目前主要在勝利油田的臨盤采油廠進行了試驗。從1998年12月開始已經進行了5口井的試驗工作。為了對比玻璃鋼防腐技術的效果，臨盤采油廠在夏5-239井中同時下入普通油管和玻璃鋼內襯管。99年5月起管檢查發現，普通油管的外表出現了點蝕和輕微的結垢，但玻璃鋼內襯管卻沒有腐蝕和結垢現象。12月份再次起管檢查，普通油管的外表腐蝕進一步加重，出現了較為嚴重的結垢現象，部分油管的垢厚達5mm，而玻璃鋼油管則仍無腐蝕和結垢現象。從目前檢管的情況看，玻璃鋼內襯防腐技術的應用效果良好。但因使用時間較短，而且僅對夏5-239井進行了檢管，因此，該項防腐工藝技術的實際效果還需進一步觀察和驗證。

3、井下管柱防腐技術的發展方向

勝利油田目前采用的防腐技術的種類雖然較多，但得到大面積推廣應用的主要有涂料防腐技術和鍍層防腐技術兩種。由于涂料油管尚無法解決涂料層大面積脫落的問題，因此在耐腐蝕性能上要遜色于鍍層防腐油管。1999年后又推廣應用氮化油管，并取得較好效果。因此，氮化和鍍層防腐技術將是今后一段時間內油田井下管柱防腐的主要手段。此外，隨著玻璃鋼防腐技術和玻璃鋼內襯防腐技術試驗工作的進一步開展，這兩種新工藝的良好防腐性能將逐步展現出來。