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油井腐蚀原因分析及预防方法

新立油田目前已有二十多年的注水开发时间，部分油井进入高含水开发期。

由于注入水质超标，导致油井井下设备极易发生腐蚀现象，往往造成泵漏、管漏、

杆管断脱等危害，严重影响油田的正常开发生产。本文通过查找油井腐蚀因素，

并针对影响腐蚀的主要因素，提出控制腐蚀的方法，对油井腐蚀的预防具有重要

意义。

一、油井腐蚀原因分析

通过对新立油田20口油井腐蚀情况的具体分析，发现影响油井腐蚀因素有

物理因素、化学因素和生物因素。

1.物理因素

1.1压力影响

一般情况下，溶解水中的氧气和二氧化碳的溶解度，随着压力的升高而增大，

高浓度的氧气和二氧化碳参与的化学反应就越强烈，从而对金属表面的腐蚀越严

重，随着压力的降低，氧气和二氧化碳的溶解度而降低。对金属的腐蚀就越轻微。

1.2温度影响

腐蚀速率随水温度的升高而成比例的增加，一般情况下，水温度每升高

10℃，钢铁的腐蚀速度约增加30%。因此在一些高温油井中，温度是影响井下设

备腐蚀的主要因素。

1.3流速影响

油井流体的流动速度将会促进腐蚀介质向设备表面的扩散接触、促进腐蚀反

应物向周围的扩散交换，会冲去在金属表面上形成的有保护作用的保护膜，所以

加速腐蚀。

1.4偏磨腐蚀

油管和抽油杆产生偏磨，按电化学原理，偏磨处因金属基体暴露而活化，成

为受腐蚀的阳极区。另外，相对于油管或抽油杆而言，偏磨部位面积很小，这样

就出现了电化学上的大阴极和小阳极，以致于在较短的时间内腐蚀很快，甚至造

成油管穿孔或抽油杆断裂。

2.化学因素

2.1氧气

溶解状态下的氧对金属腐蚀影响非常大。大量实验表明，室温下，碳钢在无

氧纯水中的腐蚀速率小于0.04mm/a，腐蚀几乎观察不到，而当水中溶有氧后

则腐蚀速率成倍增加。在高矿化度污水中，当溶解氧由0.02增加到0.65mg/L时，

腐蚀速率增加5倍；当溶解氧含量达到1.0mg/L时，腐蚀速率则增加20倍。

2.2硫化氢

油田水中的硫化氢主要来自含硫油田伴生气在水中的溶解，还有来自硫酸盐

还原菌的分解。硫化氢在水中的溶解度随温度升高而降低。干燥的H2S对金属

材料无腐蚀破坏作用，只有溶解于水中才具有腐蚀性，一旦溶于水便立即电离，

释放出的氢离子是强去极化剂，极易在阴极夺取电子，促进阳极铁溶解反应而导

致钢铁的全面腐蚀。

2.3二氧化碳

二氧化碳是一种酸性气体，溶于水后能降低水体的pH，这是产出液偏酸性

的根本原因，它产生氢去极化作用，加速钢材腐蚀，表现多为深坑蚀或者是环状

侵蚀。二氧化碳对基体腐蚀的严重程度与其分压和介质温度有关。一般情况，随

着压力和温度的升高，腐蚀严重。

3.生物因素

在油田采出水中滋生的细菌一般有三种：硫酸盐还原菌（SRB）、铁细菌、

腐生菌，而对油井腐蚀危害最大的是SRB，SRB在无氧的环境下将水中无机硫

酸盐还原成硫化氢，从而对系统造成腐蚀，腐蚀产物中有黑色的FeS等存在，采

出水往往是黑水且发臭，使设备遭受严重的腐蚀。在油田油井水样品中，有些井

硫酸盐还原菌高达105个/ml，危害程度相当严重，所以必须加以控制。

二、油井的防腐蚀方法

1.正确选择金属材料

根据油井生产的实际情况条件，选择适宜的钢材，注意材料的相容性，尽量

采用电极电位相近的金属材料相搭配。

2.非金属材料的应用

非金属材料具有优良的耐腐蚀性能。例如：各类天然岩石，大理石、白云石

等人造硅酸盐材料，玻璃，陶瓷，搪瓷等有机材料，塑料，塑脂等高分子材料，

石油地面工程中应用较多的是有机材料和玻璃钢。

件、各种衬里等。

3.覆盖层防护

通过对材质表面进行处理，使金属表面和介质之间有一层膜，从而有效地把

金属与介质之间隔开，起到防止腐蚀的作用。

对腐蚀严重油井，可以使用表面进行防腐处理的油管或油杆。如无偏磨井防

腐可以使用涂料、化学镀油管杆等。对偏磨严重井防腐可以采用耐磨的树脂塑料

衬里油管。

4.合理加入缓蚀剂

根据油井腐蚀的原因及生产实际条件，选择合理的药剂，减少金属的腐蚀。

如针对溶解氧腐蚀可以加一些还