趙慧鈴

摘?要： 中國油田開發(fā)的不斷深入，許多油田已從開發(fā)初期的低含水狀態(tài)，發(fā)展到中后期的高含水狀態(tài)。在油田開發(fā)過程中產(chǎn)生的污水越來越多，設(shè)備的腐蝕也越來越嚴(yán)重。油田腐蝕性污水不僅造成污水輸送管道滲漏穿孔，而且給污水處理設(shè)施的運(yùn)行帶來極大的不便。由此可見，腐蝕控制已成為油田污水處理中亟待解決的問題。

關(guān)鍵詞： 油田;污水;腐蝕因素;防腐

【中圖分類號(hào)】TE983?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）01-0032-01

油田污水腐蝕作用加速了管道的腐蝕，嚴(yán)重影響了油田的正常生產(chǎn)，如何緩解腐蝕速率是油田污水研究的重要內(nèi)容。因此，探討不同的因素對(duì)油田污水腐蝕速率的影響有重要意義。

1?概述

為了降低腐蝕速率，油田一方面更換耐腐蝕的材料，另一方面在污水系統(tǒng)中投入防腐劑。但通常效果并不理想，至今多數(shù)油田腐蝕率居高不下，其中一個(gè)很重要的原因是防腐措施缺少針對(duì)性。油田污水因油藏不同而具有多樣性，其礦化度及離子組成、含油量及含油性質(zhì)、細(xì)菌組成及活性等存在較大差異。而腐蝕有化學(xué)因素引起的化學(xué)腐蝕和生物因素引起的生物腐蝕，這兩類腐蝕在實(shí)際情況下難以嚴(yán)格區(qū)分。

2?油田污水腐蝕影響因素

油田污水的腐蝕主要表現(xiàn)為對(duì)鋼制管道設(shè)備的電化學(xué)腐蝕，影響其腐蝕程度的影響因素包括溶解氧、Cl-、CO2、pH、微生物等。

（1）溶解氧的影響。溶解氧對(duì)鋼材的腐蝕是最直接的，也是污水中鋼材局部腐蝕最主要成因之一。在鋼材中通常含有一些惰性雜質(zhì)，可與鐵構(gòu)成原電池發(fā)生電化學(xué)腐蝕，陽極反應(yīng)：Fe→Fe2++2e;陰極反應(yīng)：O2+2H++2e→2OH-，并且這種腐蝕在一定程度上隨溶解氧的濃度增大而增大。

（2）Cl-對(duì)腐蝕的影響?；顫娦詮?qiáng)的Cl-會(huì)吸附在金屬表面的鈍化膜上，擠掉膜上的氧原子與鈍化膜中的陽離子結(jié)合成為可溶性氯化物，露出新的鐵面，加速腐蝕。相關(guān)研究表明，當(dāng)油田污水中[Cl-]<3000mg/L時(shí)，隨著Cl-濃度的升高，腐蝕率逐漸增大;當(dāng)[Cl-]>3000mg/L時(shí)，隨著Cl-濃度的繼續(xù)升高，腐蝕率反而下降。這是因?yàn)镃l-濃度過高時(shí)，會(huì)使氧的溶解度顯著降低，致使吸氧腐蝕率降低。

（3）CO2對(duì)腐蝕的影響。CO2溶解于水中呈弱酸性，會(huì)電離出H+和HCO3-，這兩種離子會(huì)加速鋼材的電化學(xué)腐蝕。加之CO2腐蝕鋼材形成的產(chǎn)物都是易溶的，不易形成保護(hù)膜，因此腐蝕速度會(huì)隨濃度CO2增大而加快。但研究表明CO2濃度增加到一定值時(shí)，腐蝕速率會(huì)趨于平緩，這是由于污水中的CO 2接近飽和，溶液的p H值和HCO3--含量基本不變，腐蝕速度也保持不變。

（4）pH對(duì)腐蝕的影響。pH值在酸性條件下，對(duì)鋼材造成的氫的去極化腐蝕十分明顯。研究表明，沒有保護(hù)措施的碳鋼在堿性水中的均勻腐蝕速率將低于酸性水，但是pH值在4～10范圍內(nèi)同樣存在著pH值對(duì)腐蝕速率的影響。

（5）微生物對(duì)腐蝕的影響。微生物對(duì)腐蝕主要是其生命活動(dòng)過程對(duì)鋼材造成的間接腐蝕，在這些造成腐蝕的微生物中，硫酸鹽還原菌（SRB的影響最為重要。通常隨著SRB數(shù)量的增多，腐蝕速度也隨之增大。

3?多因素共存對(duì)腐蝕速率的影響

3.1?溶解氧與硫化物共存。取1000mL用沉淀試液，倒出足量的水樣到細(xì)口瓶中使之溢流，測(cè)定溶解氧含量。配制一定硫化氫濃度（0～100mg/L）水樣，分別取100mL到細(xì)口瓶中，保持硫化氫含量一定，調(diào)pH為7.5，重復(fù)5次。

3.2?CO2與硫化物共存。取三組現(xiàn)場(chǎng)回注水1000mL到1～5號(hào)細(xì)口瓶，用氮?dú)怛?qū)氧，確定配置的采出液不含溶解氧。第一組不作特殊處理，第二組用氫氧化鈉溶液改變?cè)囈褐担谌M中充人二氧化碳，提高試液中二氧化碳濃度，然后用酸堿滴定法測(cè)各組中二氧化碳濃度準(zhǔn)確值，保持各組試液中的CO2含量一定，改變硫化物含量，測(cè)定CO2與硫化物共存時(shí)的影響結(jié)果。當(dāng)回注水中硫化物和co拱存時(shí)，CO2含量低時(shí)，隨著硫化物濃度的增大腐蝕速率相應(yīng)增大，但整體腐蝕速率較低;隨著CO2濃度增大（30mg/L），可以看出腐蝕速率急劇加快，腐蝕速率增大。

3.3?C1-含量與硫化物。分別取1000mL采出水裝進(jìn)1～6號(hào)細(xì)口瓶中，通入N2驅(qū)氧。加入Na Cl將采出水配制不同Cl-含量的水樣，分別取lOOmL到細(xì)口瓶中測(cè)定Cl

-含量。配制一定硫化物濃度的水樣500mL，分別移取到上述細(xì)口瓶中，重復(fù)3次。當(dāng)Cl-含量一定，隨硫化物含量增加腐蝕速率增加;當(dāng)硫化物含量一定，腐蝕速率隨Cl含量增加出現(xiàn)極值，硫化物與Cl-相互之間存在共存誘導(dǎo)作用，使腐蝕速率增加，Cl-濃度達(dá)到一定值后，抑制硫化物的腐蝕。

3.4?油田污水防腐處理策略

從油田污水腐蝕影響因素來看，污水運(yùn)輸管線和處理設(shè)施腐蝕的成因是極其復(fù)雜的，往往表現(xiàn)為多種因素相互促進(jìn)腐蝕的進(jìn)行。針對(duì)油田污水造成腐蝕的防護(hù)，大致有以下的研究或應(yīng)用。

（1）污水處理技術(shù)的改進(jìn)。為減小油田污水處理過程中污水對(duì)管線和設(shè)備的腐蝕，有研究對(duì)油田污水處理技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，使用電化學(xué)預(yù)氧化油田污水處理技術(shù)，該技術(shù)主要用以解決Fe2+的去除問題以及氧化污水中具有腐蝕性的H2S。在該技術(shù)中，會(huì)向污水中加入少量的堿，使pH值維持在7.0左右，從而可控制氫的去極化腐蝕。結(jié)合混凝處理的實(shí)踐證明，預(yù)氧化后的污水容易混凝沉降，且提高混凝沉降pH值（6.5～8.0）使水質(zhì)普遍變好，腐蝕速率下降。

（2）防腐材料的使用。解決油田污水腐蝕最直接的方法即為防腐材料的使用，以涂層的方式避免鋼材與腐蝕性污水的直接接觸。

（3）藥劑的投加。油田污水防腐應(yīng)用中，使用的藥劑主要包括進(jìn)行緩蝕劑和殺菌劑。其中緩蝕劑主要用于減小鋼材的腐蝕速率，殺菌劑用于抑制微生物的生長(zhǎng)。在實(shí)踐中，也有油田污水處理站將二者制成復(fù)合配方進(jìn)行使用，如濱二污水站使用的改性咪唑啉衍生物殺菌型緩蝕劑。這種緩蝕劑含有N、P、S等元素，并添加了小分子胺類化合物，一方面咪唑啉型藥劑能起到緩蝕的作用，另一方面小分子胺類化合物具有殺菌作用。

（4）其他方法。為增加金屬的耐腐蝕性，可調(diào)整碳鋼和低合金鋼的成分，甚至采用非金屬材料、高分子材料替代。在條件允許的情況下，可采用外加電流陰極保護(hù)或采用犧牲陽極保護(hù)等措施。

總的來說，對(duì)油田污水運(yùn)輸和處理過程中出現(xiàn)的腐蝕，應(yīng)引起足夠的重視，以保證石油開采的正常進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

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