论机械采油井井筒防腐蚀措施
论机械采油井井筒防腐蚀措施
钱加贵 长庆油田第三采油厂油房庄第二采油作业区 陕西榆林 718600
【文章摘要】
随着我国油田需求量的增多，油
气开采日益频繁，采油井井筒腐蚀的
现象屡见不鲜，不但加大了油田开发
的投入成本，也严重影响着油井的正
常生产。本文分析井筒腐蚀的原因，
探讨机械采油井井筒的几个防腐蚀
措施，以期为油井的正常生产略尽绵
力。
【关键词】
机械采油井 ；腐蚀机理 ；井筒防腐蚀
0 前言
近年来，我国油田需求量越来越大，
油气开采面临的困难日益加大，尤其是
采油井因受到油气流的作用，普遍产生井
筒腐蚀、结垢等现象，大大影响了油田的
勘探开发和经营效益，也严重制约了油井
的正常生产运行。井筒被腐蚀主要分为
两种，即均匀腐蚀和局部腐蚀。因局部腐
蚀的产生腐蚀穿孔危害最大，局部腐蚀主
要包括缝隙腐蚀、相变诱导腐蚀、晶间腐
蚀和应力腐蚀等。井筒内部的流体运动状
态，油气开采的方法，液面以及井的油管
外环形的天然气（或空气）介质的组成等，
与油管和套管腐蚀破坏的速度及分布息
息相关。因此要研究机械采油井井筒防腐
蚀措施，首先需要分析机械采油井井筒腐
蚀的机理。
1 机械采油井井筒腐蚀机理分析
机械采油井的井筒主要由内套管、油
管、抽油杆及其它井下工具构成，产生井
筒腐蚀的主要来源包括 ：细菌腐蚀、地层
产出物（如硫化氢、二氧化碳、）及空气和
水腐蚀。
1.1 空气和水的氧腐蚀
在机械采油环境下，需要经常开启套
管闸门，以保持低压动态监测和压力平衡
的需要，这就导致空气进入到油管、套管
的环形空间，使整个井筒遭到腐蚀。在潮
湿的环境下（含 H2O），套管内壁、油管外
壁不断被腐蚀，生成的钝化膜等保护膜又
在交变和振动载荷以及频繁作业中脱落，
腐蚀又继续进行，循环反复，使得管壁不
断变薄。其抗拉、抗外挤、抗内压强度会逐
渐降低直至变形破损，由此造成的油管漏
失检泵、取、换套管等修井作业给油田造
成巨大的损失。其次，由于井筒上 pH 值的
影响，当 pH 值较低且含氧时，井筒碳钢表
论机械采油井井筒
防腐蚀措施
钱加贵 长庆油田第三采油厂油房庄第二采油作业区 陕西榆林 718600
面同时出现氢去极化和氧去极化反应，即
酸化作用过程，易产生均匀腐蚀。加之水
与氧气锈蚀生成 Fe （OH）地层水中的溶解
氧主要生成铁锈 Fe2O3，和真铁矿铁 FeO
（OH），FeO（OH）还可以与 Fe2+ 结合生
成 Fe3O4。井筒的腐蚀的样品中主要存在
Fe2O3FeO（OH）以及 Fe3O4。一般来说，在
油井的环境下会加重腐蚀，石油液中存在
各种离子及盐类，这些物质对井筒的腐蚀
影响较大，且井筒自身含有的合金成分、
介质温度、介质流速及沉积盐类型等也在
一定程度上产生氯化物腐蚀。此外，在大
多数油水井井筒腐蚀产生的结垢材料表
面往往附着碱金属（Na、K） 、碱土金属
（Ca、Mg）等活泼化学元素，这些元素很容
易与其他物质反应再次形成腐蚀物产生
结垢。
1.2 细菌腐蚀的机理
细菌腐蚀是在机械采油井下施工环
境中意外产生的细菌活动引起或促进金
属材料而腐蚀破坏的现象。只要满足一定
的生存条件，一种名叫腐生菌（ TGB）的细
菌便能够从石油液有机物中得到能量，产
生粘性物质，与某些代谢产物积累，造成
腐蚀和堵塞。这类细菌属于中温型细菌，
不仅能生存于咸水中，也能生存于淡水
中，既能在有氧系统中生存，也能在厌氧
系统中生存，许多油田水都能满足其生长
所需的物理条件和营养物质，因而常见于
注入水系统中。
1.3 地层产出物的腐蚀
空气中含二氧化碳 CO2 腐蚀，井筒水
中也溶解少量的 CO2，CO2 与 Fe2 结合
生成 FeCO3 溶液中 HCO32- 与金属 Fe 反
应后生成 FeHCO3 和 Fe3O4 导致腐蚀。还
有硫化氢腐蚀。在实验采出过程中，由于
液体中含有少量的 H2s，H2S 在水中会
游离出 H+、HS- 和 s2-，与 Fe2+ 结合成
FeS，H 在铁的表面发生氢去极化腐蚀。
2 机械采油井井筒防腐蚀措施
2.1 注入惰性气体或者添加化学腐蚀
抑制剂
腐蚀性气体地层液硫化氢、二氧化
碳等对套管内壁、油管外壁产生腐蚀是因
为井筒内金属部件与进入井筒套筒内的
空气中的氧气含量有直接关系，因此可以
通过注入惰性气体，将空气与井筒隔绝、
或者对井筒内的腐蚀性气体进行稀释和
干燥的方式进行防腐，以降低或阻止井筒
腐蚀。在实验中，取油管出口产出物（含气
体）化验其性质和含量，用管路将惰性气
体容器与套管连接管连接，套管连接管与
油管与套管的环形空间连通（惰性气体优
选氮气，容器包括气体罐或气体车等）。通
过控制套管闸门的开关，向油管与套管的
环形空间中注入惰性气体。我们发现 ：油
井边生产边向油管和套管的环形空间中
注入氮气，注入氮气逐渐稀释直至替换出
井筒内腐蚀性气体，经过长时间跟踪检测
没有发现井筒腐蚀现象。所以确定该方法
能有效的控制井筒腐蚀。
2.2 在井筒内涂层
井筒内涂层需要的材料是具有耐热
性好，耐化学性等特点。MPS 涂料恰好具
有耐热性，即使在 220℃的环境中使用也
是可以的，并且耐侵蚀 / 磨损性能比国外
高出 10 倍左右，而且还具有很好的高温
性，优异的机械性能，高强度和良好的刚
性，表面硬度高，耐蠕变性、耐疲劳性、刚
性优良等特点，可将其涂在井筒内，提高
井筒的耐腐蚀性，此外，MPS 涂料还具有
疏油性和疏水性等性能，对防结蜡与结垢
有非常大的帮助。
2.3 磁处理防腐措施
磁处理是经过磁场对油井液里离子
产生一定的作用，将液体中的钙、镁盐类
等腐蚀物的针状结晶改变为颗粒状结晶
体，通过磁处理的水能够逐渐剥蚀、软化、
松动、龟裂、脱裂原有的老水垢，使它们不
能参加化学反应，而成为微小的颗粒沉淀
于底部，随污水一起排出，在防腐的作用
上效果非常明显。
【参考文献】
[1]张爽,焦庆祝,贺淼,赵斌,张涵,
李杰兰 , 赵丽 , 林冬 , 王佳 . 醋酸
介质中锌缓蚀剂的研制与评价 [J].
全面腐蚀控制 .2015(06).
[2] 汤倩倩 , 黄金营 , 付朝阳 . 中原
油田油井结垢分析与预测 [J]. 油气
储运 .2014(03).
[3] 屈 涛 , 石 凯 , 李 霄 , 刘 彦 明 ,
王洪铎 . 含腐蚀坑连续油管拉
伸 剩 余 强 度 评 价 [J]. 热 加 工 工
艺 .2015(10).
[4] 李李 , 李东 , 朱丽君 , 曹煜 . 大
牛地含硫气田腐蚀机理研究 [J]. 安
徽化工 .2015(03)
[5] 薛鹏 , 申强 , 潘庆敏 .35CrMoA 钢
激光相变硬化 - 离子渗氮 - 渗硫
复合处理 [J]. 石油机械 .2015(06).
【作者简介】
钱加贵，1981 年 2 月 27 日出生，男，
籍贯江苏宝应，工作单位长庆油田
第三采油厂油房庄第二采油作业
区，职称助理工程师，职务井区长。
