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[摘要]近年来，油气开采面临的困难越来越大，井筒面临着越来越多的腐蚀、结垢等问题。井筒的工作环境相对恶劣，它的使用性能对勘探开发及经营效益有重大影响，对井筒的腐蚀机理和防腐蚀技术的研究显得十分重要。本文主要是分析井筒所遭受的腐蚀现象并对防止井筒腐蚀的技术进行研究，提出解决这一问题的相应的防护措施。
[关键词]油气开采 使用性能 井筒腐蚀 勘探开发
1井筒的腐蚀现象
井筒被腐蚀的现象基本上可以分为均匀腐蚀及局部腐蚀两种情况，局部腐蚀导致的腐蚀穿孔产生的危害最大。局部腐蚀的产生主要有以下几种情况：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。井下封隔器没有的气井的油管外壁比内壁腐蚀的可能要严重。油管内壁的流体具有流动性，凝析水很难在油管内壁吸附，容易造成电池腐蚀，所以内壁的腐蚀相对较轻；腐蚀介质进入后容易在油管外表面形成冷凝，从而附着在油管外壁上产生腐蚀电池，比较疏松的硫化铁膜附着在管壁上，金属和硫化物接触会形成电偶腐蚀。均匀腐蚀的危害性相对比较小，分布在整个管壁上。还有点蚀、流场诱导腐蚀、缝隙腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀、部分腐蚀等。套管孔蚀经过了如下形成过程：钢铁自身有不均匀的组织，其表面有选择性吸附的腐蚀介质。腐蚀产物不完整的覆盖在套管表面上，加之氯离子破坏表面膜等导致油管表面在这些区域形成活性点。活性点多后就发展为孔蚀核。腐蚀介质在表面的选择性吸附、腐蚀产物在表面覆盖的不完整性、氯离子对表面膜的破坏作用等因素，造成在套管表面的这些区域形成活性点，众多活性点彼此消长逐步发展成为孔蚀核。
2井筒的防护措施研究
针对井筒的腐蚀状况，国内外的大型石油公司普遍采用的防腐措施为以下几种：有机高分子聚合物涂层或内衬里、化学镀、耐蚀合金和耐蚀钢、耐蚀钢内衬里、添加化学缓蚀剂。
2.1腐蚀耐受力强的合金和腐蚀耐蚀力强的钢铁的应用及使用条件
可靠性最高的油井管，耐腐蚀合金，或使用抗腐蚀钢。在高温，高压，高产油井恶劣的腐蚀性环境中，应优先考虑使用耐腐蚀的合金耐腐蚀钢。由于石油工业中使用的耐腐蚀合金或耐腐蚀钢的各种各样的需要，所以有针对性地选择的适应钢的温度，二氧化碳，硫化氢，氯离子含量。昂贵的耐腐蚀合金或耐腐蚀钢要求一定的使用条件。所以，严格的实验室模拟试验和相关的技术和经济评估是至关重要的。
2.2内衬抗蚀力强的舍金或抗蚀力强的钢系列
在恶劣的环境中研究油井管腐蚀机理和保护涂层的管道，以减少腐蚀钢材或耐腐蚀合金管的成本。普通管插入薄壁耐腐蝕钢，机械或液压内衬管道和管组合在一起，两端的联合使用的特殊结构。内衬管选用选镍基合金。这种类型的管子具有较高的可靠性，价格低于整体的耐腐蚀钢的50%以上。衬有耐腐蚀合金或耐腐蚀的钢管，在基管的选择和油套管环空流体的腐蚀性组分的类型和含量有关：
（1）普通型的碳钢油管用在外层，如c95、NT80SS、Clol等抗硫钢种，用在含硫化氢气井中。
（2）普通钢种用在外层，用于不含硫化氢环境。
2.3井筒内涂层
MPS涂料的性能特点如下：耐热性好，在长期使用的条件下温度可达170℃。经过特殊处理，你可以用在220℃的环境中。良好的耐化学性，迄今尚未发现在有机溶剂中的溶解涂层在200℃以下。即使在高温下，可以保持优异的机械性能，高强度和良好的刚性，表面硬度高，具有优良的耐蠕变性和耐疲劳性，刚性。经过评估，耐侵蚀/磨损性能比国外高出10倍左右，非常适合高侵蚀环境的最好的涂层。油管，用于减少管和管道的流动阻力。高度的灵活性和双疏水性，低摩擦系数，可以改变的润湿状态的壁承受交变载荷，并具有疏油性和疏水性等性质，对于防结蜡和结垢有帮助。
2.4内衬含有聚合物材料
玻璃钢的内衬，油管腐蚀薄壁衬套穿透普通的空间管的空腔，油管和衬圈与一个特殊的填充材料的粘合剂。管端用“T”型的密封件密封，“o”在中间的耦合，与端面的两个特殊钢型橡胶密封环密封，形成连续和完整的腐蚀衬里。
2.5添加化学腐蚀抑制剂，防腐蚀的化学抑制剂的过程是简单的，耐腐蚀性更好
腐蚀抑制剂的基本原则是极性基团上物理吸附或化学吸附，形成吸附在金属表面上的腐蚀抑制剂的抑制剂分子。因此，一方面，改变了金属的表面和界面性质的充电状态，有稳定化的倾向。所以，在金属表面的能量状态，并且改变的腐蚀反应的活化能，蚀刻速度变慢，另一方面，抑制剂对非极性基团的吸附到金属表面上以形成层的疏水性保护膜，障碍和有关的腐蚀反应的电荷或物质转移的腐蚀速率降低。然而，对于深的石油和天然气井，井筒温度和压力管速度，使用的腐蚀抑制剂的效果，还需要严格的评估。
2.6电化学保护法
目前，该系统的开发石油和天然气领域的电化学保护阴极保护牺牲阳极保护。然而，在地下的液体环境中的酸性条件下，不适合采用牺牲阳极的阴极保护措施，这将导致阴极油在恶劣环境下油井管腐蚀机理的保护涂层，氢的析出以产生氢腐蚀。对于深井的技术的使用无效。
2.7化学镀
镍磷镀在化学镀中使用比较多。镍一磷无电解电镀是一种新的处理工艺处理过程。具有以下优点：良好的涂层的均匀性，附着力强，较高的硬度和良好的抗磨损性能和优良的耐腐蚀性。在恶劣的腐蚀性环境中，化学镀镍技术可以延长2倍以上的老管的使用寿命，新的管镀镍防腐蚀，其使用寿命可以高达4倍以上。特别值得一提的是，化学镀镍防腐油管能够使管内外壁具有优良的耐腐蚀性。
3结语
为了保证并提高煤矿井筒的防腐蚀质量，延长其使用寿命，减少因腐蚀而带来的损失，在井筒的防腐蚀设计、施工、检查与验收过程中要严格按照相应的技术规范，研究防止井筒腐蚀的技术有重大意义。防腐蚀的技术及防腐蚀涂料在应用上已发展到一定的高度，防腐蚀技术和开发应用水平还需进一步提高。
[关键词]油气开采 使用性能 井筒腐蚀 勘探开发
1井筒的腐蚀现象
井筒被腐蚀的现象基本上可以分为均匀腐蚀及局部腐蚀两种情况，局部腐蚀导致的腐蚀穿孔产生的危害最大。局部腐蚀的产生主要有以下几种情况：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。井下封隔器没有的气井的油管外壁比内壁腐蚀的可能要严重。油管内壁的流体具有流动性，凝析水很难在油管内壁吸附，容易造成电池腐蚀，所以内壁的腐蚀相对较轻；腐蚀介质进入后容易在油管外表面形成冷凝，从而附着在油管外壁上产生腐蚀电池，比较疏松的硫化铁膜附着在管壁上，金属和硫化物接触会形成电偶腐蚀。均匀腐蚀的危害性相对比较小，分布在整个管壁上。还有点蚀、流场诱导腐蚀、缝隙腐蚀、垢下腐蚀、应力腐蚀、部分腐蚀等。套管孔蚀经过了如下形成过程：钢铁自身有不均匀的组织，其表面有选择性吸附的腐蚀介质。腐蚀产物不完整的覆盖在套管表面上，加之氯离子破坏表面膜等导致油管表面在这些区域形成活性点。活性点多后就发展为孔蚀核。腐蚀介质在表面的选择性吸附、腐蚀产物在表面覆盖的不完整性、氯离子对表面膜的破坏作用等因素，造成在套管表面的这些区域形成活性点，众多活性点彼此消长逐步发展成为孔蚀核。
2井筒的防护措施研究
针对井筒的腐蚀状况，国内外的大型石油公司普遍采用的防腐措施为以下几种：有机高分子聚合物涂层或内衬里、化学镀、耐蚀合金和耐蚀钢、耐蚀钢内衬里、添加化学缓蚀剂。
2.1腐蚀耐受力强的合金和腐蚀耐蚀力强的钢铁的应用及使用条件
可靠性最高的油井管，耐腐蚀合金，或使用抗腐蚀钢。在高温，高压，高产油井恶劣的腐蚀性环境中，应优先考虑使用耐腐蚀的合金耐腐蚀钢。由于石油工业中使用的耐腐蚀合金或耐腐蚀钢的各种各样的需要，所以有针对性地选择的适应钢的温度，二氧化碳，硫化氢，氯离子含量。昂贵的耐腐蚀合金或耐腐蚀钢要求一定的使用条件。所以，严格的实验室模拟试验和相关的技术和经济评估是至关重要的。
2.2内衬抗蚀力强的舍金或抗蚀力强的钢系列
在恶劣的环境中研究油井管腐蚀机理和保护涂层的管道，以减少腐蚀钢材或耐腐蚀合金管的成本。普通管插入薄壁耐腐蝕钢，机械或液压内衬管道和管组合在一起，两端的联合使用的特殊结构。内衬管选用选镍基合金。这种类型的管子具有较高的可靠性，价格低于整体的耐腐蚀钢的50%以上。衬有耐腐蚀合金或耐腐蚀的钢管，在基管的选择和油套管环空流体的腐蚀性组分的类型和含量有关：
（1）普通型的碳钢油管用在外层，如c95、NT80SS、Clol等抗硫钢种，用在含硫化氢气井中。
（2）普通钢种用在外层，用于不含硫化氢环境。
2.3井筒内涂层
MPS涂料的性能特点如下：耐热性好，在长期使用的条件下温度可达170℃。经过特殊处理，你可以用在220℃的环境中。良好的耐化学性，迄今尚未发现在有机溶剂中的溶解涂层在200℃以下。即使在高温下，可以保持优异的机械性能，高强度和良好的刚性，表面硬度高，具有优良的耐蠕变性和耐疲劳性，刚性。经过评估，耐侵蚀/磨损性能比国外高出10倍左右，非常适合高侵蚀环境的最好的涂层。油管，用于减少管和管道的流动阻力。高度的灵活性和双疏水性，低摩擦系数，可以改变的润湿状态的壁承受交变载荷，并具有疏油性和疏水性等性质，对于防结蜡和结垢有帮助。
2.4内衬含有聚合物材料
玻璃钢的内衬，油管腐蚀薄壁衬套穿透普通的空间管的空腔，油管和衬圈与一个特殊的填充材料的粘合剂。管端用“T”型的密封件密封，“o”在中间的耦合，与端面的两个特殊钢型橡胶密封环密封，形成连续和完整的腐蚀衬里。
2.5添加化学腐蚀抑制剂，防腐蚀的化学抑制剂的过程是简单的，耐腐蚀性更好
腐蚀抑制剂的基本原则是极性基团上物理吸附或化学吸附，形成吸附在金属表面上的腐蚀抑制剂的抑制剂分子。因此，一方面，改变了金属的表面和界面性质的充电状态，有稳定化的倾向。所以，在金属表面的能量状态，并且改变的腐蚀反应的活化能，蚀刻速度变慢，另一方面，抑制剂对非极性基团的吸附到金属表面上以形成层的疏水性保护膜，障碍和有关的腐蚀反应的电荷或物质转移的腐蚀速率降低。然而，对于深的石油和天然气井，井筒温度和压力管速度，使用的腐蚀抑制剂的效果，还需要严格的评估。
2.6电化学保护法
目前，该系统的开发石油和天然气领域的电化学保护阴极保护牺牲阳极保护。然而，在地下的液体环境中的酸性条件下，不适合采用牺牲阳极的阴极保护措施，这将导致阴极油在恶劣环境下油井管腐蚀机理的保护涂层，氢的析出以产生氢腐蚀。对于深井的技术的使用无效。
2.7化学镀
镍磷镀在化学镀中使用比较多。镍一磷无电解电镀是一种新的处理工艺处理过程。具有以下优点：良好的涂层的均匀性，附着力强，较高的硬度和良好的抗磨损性能和优良的耐腐蚀性。在恶劣的腐蚀性环境中，化学镀镍技术可以延长2倍以上的老管的使用寿命，新的管镀镍防腐蚀，其使用寿命可以高达4倍以上。特别值得一提的是，化学镀镍防腐油管能够使管内外壁具有优良的耐腐蚀性。
3结语
为了保证并提高煤矿井筒的防腐蚀质量，延长其使用寿命，减少因腐蚀而带来的损失，在井筒的防腐蚀设计、施工、检查与验收过程中要严格按照相应的技术规范，研究防止井筒腐蚀的技术有重大意义。防腐蚀的技术及防腐蚀涂料在应用上已发展到一定的高度，防腐蚀技术和开发应用水平还需进一步提高。