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方培林，等：渤海某油田井下管柱腐蚀原因分析

图 8 腐蚀垢样 XRD 分析图

使用 XRD 元素分析，结果见图 8。 矿化度高是油管腐蚀穿孔的原因之一；
内 壁 腐 蚀 产 物 主 要 由 C、O、Fe、Si、Cl 等 元 素 组 （2）二氧化碳腐蚀。 单井天然气、扫描电镜 SEM、
成，Cl 元素含量 0.4%，说明无论管柱是否穿孔，管壁 能谱分析 EDS 与 X 射线多晶衍射 XRD 分析，得出腐
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内外 Cl 都在局部腐蚀过程中扮演着重要角色 。 根 蚀产物主要为 二氧 化 碳腐 蚀产 物 及铁 的氧 化 物 ，铁
的氧化物可能是在空气中暴露后生成的。 因此，油管
据检索 PDF 卡片库可知垢样中结晶主体存在 FeCO 3
（卡 片 号 为 29-0696）和 Fe 2 (OH) 2CO 3 （卡 片 号 为 33- 腐蚀主要是由于二氧化碳腐蚀造成的；
0650）。 （3）聚合物腐蚀。 目前发现失效油管所在大多为
检测结果表明，管柱内外壁腐蚀产物不同，腐蚀 注聚受益井，井液的 pH=7.5～7.8，为弱碱性，当注聚
产物形态不同，可能原因是两者的腐蚀机理不同。 内 中有游离态氧存在时，油管内、外壁金属易发生吸氧
部发生电化学腐蚀，所以为均匀腐蚀，外壁发生缝隙 腐蚀。 同时聚合物的渗入会加速腐蚀产物的剥离，使
腐蚀，所以腐蚀坑以及穿孔现场明显。 得管壁减薄。

5 井下管柱腐蚀原因分析 6 结语

通过以上实 验及 腐蚀 产 物成 分分 析, 得出 该油 通过上述分析，总结得出如下结论：
田井管柱腐蚀原因如下： （1）井下无 SRB 细菌，无硫化氢 气 体，腐 蚀因 素
（1）电化学腐蚀。 电化学腐蚀是指金属管体和外 可排除细菌及硫化氢腐蚀；
部环境介质发生电化学反应。 在反应过程中，有分离 （2）地层 水氯 离 子、钙 离子 含 量 较 高 ，是 发 生 腐
的阴极区和阳极区，电子由阴极区流向阳极区。 金属 蚀的重要因素；
表面分布着许多杂质， 当它与盐水 (电解质溶液)接 （3） 腐蚀主要来自地层水， 地层水腐蚀速率为
触时， 这个表面必然有许多微小的阴极和阳极同时 0.096 75 mm/a，腐蚀速率较高；
存在， 金属表面形成许多微小的原电池， 称为微电 （4） 井下管柱腐蚀产物主要为二氧化碳腐蚀产
池。 井筒不同部位的含盐量不同，使井筒各段的电极 物及铁的氧化物，腐蚀原因为主要为二氧化碳腐蚀；
电位不同， 可以把井下油套管看成是一个宏观电池 （5）建议停用注聚受益井对应的注入井，并检测
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腐蚀。 电化学腐蚀中以 Cl 影响较大, 其次是 Ca 、 套管气、聚合物含氧量，分析 氧 腐蚀 来源 ，以 及二 氧
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Mg 含量的影响 [10] 。 因此，参考表 1 水质分析，含氯、 （下转第 17 页）
6 腐蚀与控制 CORROSION AND CONTROL