油气田腐蚀类型汇总分析
防腐究竟是防谁？相信接触过防腐的人都会脱口而出“二氧化碳、硫化氢和氯离子”，但在油气田开发过程中腐蚀因素远远不止这些。所谓知己知彼才能百战百胜，为指导设计人更好的开展防腐设计工作，今天小编就带大家一起认识一下油气田所涉及的各类腐蚀类型。
1.水
水的存在是评估油气生产系统腐蚀风险的关键因素。不含游离水的烃类流体对金属不会造成腐蚀。然而，若烃类流体中含有液态水，就会溶解生产液中存在的CO2和H2S,形成酸性溶液，从而导致金属材料发生各种形式的腐蚀。
液态水可能来自于储层本身的地层水，也可能来自气体流中冷凝出的水蒸气。在进入天然气脱水装置前，天然气被认为是湿气。
2.二氧化碳腐蚀
（1）机理
在湿的或是含水的轻烃中，二氧化碳的存在会导致碳钢管道和设备的腐蚀。二氧化碳气体可以溶解在游离水中形成碳酸，对金属结构有强腐蚀性，尤其是对碳钢。腐蚀的情况受几个相互依赖的因素影响，包括二氧化碳分压、pH值、氯离子浓度、溶解铁的存在、水中有机酸的存在和碳酸氢盐的存在。
二氧化碳腐蚀是由于金属表面与液相中的二氧化碳溶液产生的碳酸反应而引起的,而不是直接与气态二氧化碳反应。液相中二氧化碳的浓度与液相平衡时气体中二氧化碳的分压有关，腐蚀速率也是基于气相中二氧化碳的分压来确定。
（2）pH值
在碳钢腐蚀机理中，pH值的影响是一个重要因素，因为它既影响电化学反应又影响腐蚀产物和保护层的沉积倾向。在一定条件下，相应的液相可能含有盐，这些盐会缓冲酸碱度，从而降低腐蚀速率并导致保护层的沉淀。由于酸碱度对碳酸亚铁的溶解性有影响，因此酸碱度对腐蚀膜的形成有重要影响。在pH值超过5的情况下，形成保护膜的可能性大大增加。许多pH值高于5的环境下的腐蚀速率都较低。
液相中碳酸氢盐的存在有利于缓冲溶液并提高pH值，从而有利于保护层的沉积。任何有机酸的存在都会对腐蚀产生不利影响。
（3）氯离子
氯离子的存在会导致应力腐蚀开裂和点蚀的风险。酸性环境会大大增加这种风险,大多数油田都含有氯化物和酸，因此应在材料选择程序中考虑这种腐蚀。
（4）夹带水
经验表明，在正常流动条件下，油可以将水的体积分数提高到20%，从而可以降低腐蚀速率。为了保持油中央带水分，要求最小流体速度为1m/s。 然而，游离水的夹带程度取决于许多因素，如流态、速度、粘度、液滴大小等。
随着压力、温度和流体速度的增加，腐蚀速率通常会变得更严重。温度的另一个影响是在金属表面形成保护膜的倾向。现场经验表明，在60-70℃以下， 腐蚀速率随温度升高而增大，在80-100℃以上，腐蚀速率随温度升高而减小。这是由于碳酸铁在水中的溶解性下降到一定程度，在80℃左右开始形成半保护性膜。
3.硫腐蚀
硫腐蚀是一种发生在200℃左右的常见现象。碳钢的腐蚀从大约240℃开始 变得明显。硫可以由储层本身产生，也可能在化学注入点或清管作业时将氧气进入管道，并与硫化氢发生反应而生成。其中可能包含多种硫化物，硫醇，脂肪族硫化物等。这些硫化物与金属表面反应，随着温度的逐渐提高，形成金属硫化物。硫腐蚀通常会形成均匀腐蚀的形式。如果有环烷酸存在的情况下，腐蚀会以局部腐蚀或冲刷腐蚀的形式出现。
4.氧腐蚀
氧化是大多数金属的一个普遍现象，它也是造成大气腐蚀最重要的原因。氧化作用需要电解质的存在，有两种形式，一种是高温腐蚀，另一种是低温腐蚀。油田大多数设备暴露在大气环境中，因此需要涂料将金属表面与氧气和水隔离。为防止埋地设备和管道在土壤中电解氧化需要进行阴极保护。
油气生产流体中通常不存在氧气，如果在物流中检测到氧气，则表明存在操作异常情况，应尽一切努力排除氧气。因为氧气对金属材料的耐腐蚀性有潜在的严重影响。这大大增加了碳钢和合金钢在这些环境中的点蚀倾向，同时也大大增加了合金钢应力腐蚀开裂的可能性。
大多数工艺设备的选材不包括与氧气进入引起的腐蚀。工艺流程的设计应能防止氧气进入设备。在化学注入点，如果连续注入化学物质，则应覆盖储槽，以防止氧气进入。并应考虑清管作业期间氧气进入的可能。
5.沉积物及微生物腐蚀
沉积物有可能沉淀在流体中断的位置，尤其是在现场管道的盲管段容易出现。这会引起管道底部的沉积物腐蚀。这种形式的腐蚀是由于形成了不同浓度的电池，可能会导致缝隙腐蚀。沉积物还可阻止钢表面被緩蚀剂润湿，从而使局部区域收到破坏。
6.电偶腐蚀
预防措施有使用隔离接头，在电偶的阳极上增加腐蚀裕量或使用内部阴极保护。另外，在非烃类介质中可以用非金属来分开异种钢。
7.液态金属催化
流体中的汞会导致铝和铜基材料以及一些钛合金脆化。游离的液态汞是发生开裂的首要条件，但是可用于评定的信息非常有限，所以上述材料不得用于含汞的烃流。
8.冲蚀和冲蚀腐蚀
管道系统容易受到冲蚀和冲蚀腐蚀，尤其与介质的高流速和湍流有关，例如在泵和压缩机的弯道跟下游，应该通过限制管道中介质的流速来控制冲蚀腐蚀风险。
9.外部腐蚀
由于碳钢制品可通过刷涂合适的涂料来阻止大气腐蚀，通常碳钢设备不指定外腐蚀裕量。设备应该经常检查并且保证维护良好。
如果不锈钢材料与氯化物和水接触，例如在含盐环境中，特别是在高温下，会有局部腐蚀和应力腐蚀开裂的风险。为降低氯化物应力腐蚀开裂风险，建议未涂漆的奥氏体不锈钢温度上限为60℃，否则应刷涂合适的涂料来阻止外部腐蚀。