摘要：连续油管作业具有快速高效、可带压作业等优势，被越来越广泛的应用。连续油管在伊拉克米桑油田主要从事酸化、排液等作业，然而严重的连续油管腐蚀现象一直困扰着连续油管作业者。本文根据腐蚀气体的腐蚀机理找到了连续油管腐蚀的主要原因，并提出了预防连续油管腐蚀建议和措施，为后续采取相应措施减缓连续油管腐蚀和避免工程事故提供了理论依据。

关键词：米桑油田；连续油管；腐蚀；氧气；二氧化碳；硫化氢

1 米桑油田连续油管腐蚀现状

米桑油田连续油管主要施工有连续油管拖动酸化、溶剂处理地层及膜制氮气举返排等作业，连续油管操作人员发现，每次气举作业后，连续油管前端最先受到腐蚀，随着气举时间的增长，连续油管腐蚀长度也就越长。

连续油管单次入井时间一般为2-4天，特殊情况连续油管工作时间可能达到10天甚至更长。膜制氮气举时间1-3天，连续油管前端出现150-400m严重腐蚀段。其中FQ-19井和FQ-21井，发现连续油管裂缝，继续上提，在脱离连续油管导向器（鹅颈）时多处发生断裂，所有进入井内的连续油管外表面腐蚀严重，最终造成1000m连续油管无法使用。

2 连续油管腐蚀机理研究

根据连续油管施工工艺结合伊拉克米桑油田地层流体特性，对连续油管产生腐蚀作用的成分主要有：

（1）氧气：气举过程中，由于膜制氮工艺特点，泵出氮气含有一定量的氧气，一般情况下氮气中氧气含量约为5%。

（2）二氧化碳：油藏水中都含有CO2气体。二氧化碳的来源主要有两方面：一是由地层中地球的地质化学过程产生；二是开采过程中HCO3-减压、升温分解产生。

（3）硫化氢：连续油管作业过程中的硫化氢主要来源有原生硫化氢和次生硫化氢两种：储层中原生硫化氢一般认为来源于硫酸盐热化学还原反应；次生硫化氢主要是钻井液含硫添加剂、硫酸盐及含硫丝扣润滑剂在地下细菌等作用下发生分解反应生成。

2.1连续油管的氧腐蚀研究

碳钢的标准电极电位较低，因此，碳钢的阳极溶解很容易发生，氧进入溶液并迁移至阴极表面发生还原反应，这一过程包括一系列步骤：（1）氧穿过气液界面进入溶液；（2）在溶液对流作用下，氧迁移至阴极表面附近；（3）在扩散层内，氧在浓度梯度作用下扩散到阴极表面；（4）在阴极表面氧分子发生还原反应，也叫氧的离子化反应。

氧对腐蚀的影响主要基于以下几个因素：（1）氧起到了去极化剂的作用。它的去极化还原电极电位高于氢离子去极化的还原电极电位，因而它比氢离子更容易发生去极化反应。（2）亚铁离子（Fe2+）能与氧直接反应生成铁离子（Fe3+），那么铁离子与由O2去极化生成的OH-反应生成Fe（OH）3沉淀或Fe3+水解生成Fe（OH）3沉淀，进而分解成铁的氧化物。

2.2连续油管的二氧化碳腐蚀研究

碳钢的CO2腐蚀机理一直是研究的热点。CO2腐蚀是指油气井中含有一定浓度的CO2，特别是凝析气中常含有较高浓度的CO2，溶于采出水或冷凝水使钢铁材料发生电化学腐蚀。

对于阴极反应过程，主要有以下两中反应：（1）非催化的氢离子阴极还原反应；2）表面吸附的氢离子催化还原反应。

2.3 连续油管硫化氢腐蚀研究

自二十世纪五十年代以来，含有硫化氢气体的油气田中，钢材在硫化氢介质中的腐蚀破坏现象已被视为油气田开发过程中的重大安全隐患，各国学者为此进行了大量的研究工作。

干燥环境中硫化氢对金属材料的腐蚀破坏几乎可以忽略不计，只有在湿环境中硫化氢电离对钢材有强大的破坏作用。根据国际标准NACE对湿硫化氢环境的的定义为：

①酸性气体系统：气体总压≥0.4MPa，并且硫化氢分压大于等于0.0003MPa；

②酸性多相体系：当处理的原油中有两相或三相介质（油、气、水）时，条件可放宽为：气相总压≥1.8MPa且硫化氢分压≥0.0003MPa；当气相压力≤1.8MPa且硫化氢分压≥0.07MPa；或气相硫化氢含量超过15%。

3 米桑连续油管腐蚀原因分析

根据氧、二氧化碳、硫化氢的腐蚀机理，三种气体在溶液环境中对钢材都有较为严重的腐蚀作用。在米桑油田的正常生产过程中，虽然产出流体中高浓度的二氧化碳和硫化氢对油管有较强的腐蚀现象，但是和连续油管腐蚀速率相比，二氧化碳和硫化氢对油管腐蚀速率要小很多。

有学者研究，在温度25℃、浓度2.5g/L的NaCl溶液环境中，氧气、二氧化碳和硫化氢的在不同浓度下的对碳钢的腐蚀速率。O2、CO2和H2S三种腐蚀气体在溶液及温度等环境相同的情况下，其腐蚀速率存在如下关系：O2腐蚀速率＞CO2腐蚀速率＞H2S腐蚀速率。

由此可以得出，在米桑油田连续油管施工中造成连续油管严重腐蚀的最主要原因是膜制氮气举施工中混入氮气中的氧气对连续油管产生的氧腐蚀。其次是在氧气作用下，地层流体中的二氧化碳和硫化氢加速了对连续油管的腐蚀。最终导致连续油管气举施工过程中，在短时间内就可以造成连续油管严重腐蚀甚至报废。

4 结论与建议

（1）在相同环境下，氧气，二氧化碳和硫化氢作为造成石油管材腐蚀的主要气体，氧气的腐蚀行为最为严重。而且氧的存在可以加快二氧化碳和硫化氢腐蚀速率。所以控制氧气与连续油管的接触可以大大降低连续油管的腐蚀程度。

（2）在消除氧腐蚀源头方面，一是可以采用液氮代替膜制氮进行气举作业；二是研发高效的除氧剂在入井前消耗掉膜制氮气中的氧气。

（3）在连续油管作业过程中泵入相应的缓蚀剂来配合膜制氮气举施工，降低腐蚀气体对连续油管的伤害，也是延长连续油管工作寿命的行之有效的方法。

（4）详细记录作业数据，根据连续油管工作环境和工作时间，定期对连续油管进行无损探伤检测，及时发现连续油管外表面的机械损伤、腐蚀坑、裂纹等缺陷并切除不合格连续油管，减小因连续油管带伤作业而带来的井下事故复杂风险。

参考文献：

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