新疆油田座落在天山北部准噶尔盆地，从地理位置角度大致可以划分为4个油田区域：北部沙漠油区（石南、石西、陆梁等油田）、西北部油区（克拉玛依、百口泉、乌尔禾等油田）、东部油区（火烧山、北三台等油田）、南部油区（呼图壁、独山子等油田）。

由于新疆油田公司涉及的开发领域广阔，地理结构复杂，气候差异性明显，因此油田设备的腐蚀机理极为复杂。

新疆油田经过近几十年的不断开发后，地下原油含水率和采出水矿化度明显升高，且地下采出水多呈弱碱性（pH值在7.5～8.5）、部分区块高含硫化氢、二氧化碳等腐蚀性气体，因此造成油田设施腐蚀严重。

尤其近年来，随着石西、彩南等沙漠油区的开发，因腐蚀问题给油田生产带来的影响日趋凸显。

据不完全统计，新疆油田原油集输管道近9000km；注水管道5000km；稠油热采注汽管线454km；压力容器900余座；原油罐500余座；原油长输管道26条，总长1569.78km；

输气管道31条，管线长度1292.3km；输油泵站17座（中间站16座）；储油罐144座。因腐蚀造成容器、管线以及处理站报废，每年更新改造的资金在2亿元左右，给新疆油田安全生产带来严重的隐患，给环境造成了严重的破坏。

1、新疆油田的腐蚀特点

1.1 油田井下管具的腐蚀

新疆油田经过多年的开发，油田开采已经进入中后期，原油含水量及矿化度升高，并且部分区块高含二氧化碳、硫化氢等强腐蚀性气体。

随着深井、超深井的不断开发，井下温度及压力升高，井下生产工具（包括油管、套管和钻杆等）腐蚀趋于严重。根据调查，新疆油田油气井油管及其配套工具腐蚀特点大致以点蚀、缺口及垢下腐蚀穿孔为主。

1.1.1 油管腐蚀

局部腐蚀是油管腐蚀的最主要因素，从腐蚀机理角度分析可包括相变诱导腐蚀、缝隙腐蚀和应力腐蚀等，同时发现，对于没有井下封隔器的油气井来说，油管外壁通常比内壁腐蚀严重。

1.1.2 套管腐蚀

由于地层滑动、频繁作业等原因，致使套管极易发生腐蚀穿孔现象，其发生腐蚀穿孔的位置多在水泥返高以上的未封固井段。另外，套管螺纹处的腐蚀对套管的破坏极大，会最终导致丝扣密封失效或脱扣。

1.1.3 钻杆腐蚀

由于处于极为复杂的工作环境，因此钻杆在井下采油工具及设备中发生的腐蚀现象最为严重。通过研究发现，钻杆因腐蚀报废通常经历四个阶段：蚀坑的形成、裂纹的形成、裂纹的扩展、刺穿和断裂报废。

1.2 油田地面集输设施的腐蚀

1.2.1 储罐和管道内腐蚀的特点

新疆油田地面集输设备中的介质由于含高浓度腐蚀性离子（氯离子、硫酸根离子等），矿化度高（彩南、陆梁作业区地下采出水甚至高达20000mg/L以上）。

这些因素促进了集输设备的电化学腐蚀，加之介质中的腐蚀性气体等因素进一步加速了管道或容器内部的电化学腐蚀，因此在油田生产过程中集输管线常常发生结垢腐蚀、穿孔等现象。

这些腐蚀现象在红山嘴油田、红-克长输管线、石西和陆梁沙漠油田的集输管线上得到集中体现。研究发现，在输油管线中，当原油中水的质量分数大于60%时，就会出现游离水，导致腐蚀速度明显加剧。

储罐的腐蚀最容易在罐的顶部发生，呈点蚀状，属于气液相腐蚀，由于温差的影响，水蒸气易在灌顶形成凝结水膜，罐体内含大量二氧化碳等腐蚀性气体会溶解在水膜中；

同时，外部氧气不断进入罐内并通过凝结水的薄膜扩散到金属表面，这样，灌顶内壁的凝结水膜就形成了含有多种腐蚀性成分的电介质溶液，导致灌顶内壁腐蚀。

根据新疆油田地面整体集输设备的腐蚀特点，从设施腐蚀形貌方面可分为：均匀腐蚀、垢下腐蚀、冲刷腐蚀、坑蚀及点蚀4种类型。

1.3 埋地管线的腐蚀

新疆油田埋地管线的腐蚀十分严重，极大影响着油田的正常生产，其中新疆油田二中区、二西区、五一区及稠油处理站、注蒸汽热采区等区块的埋地管线腐蚀较为典型。

研究发现，土壤的腐蚀性是影响管道腐蚀程度的重要因素，而埋地管道在土壤中的腐蚀又受其电阻率、pH值、含水量等因素的影响。

1.3.1 土壤的电阻率

土壤电阻率是一个重要的土壤腐蚀电化学特性，是判断土壤腐蚀性的一个重要评价标准，土壤电阻率的大小直接影响到金属材料的腐蚀速度。一般认为，土壤电阻率越低，腐蚀程度就越高。

当土壤的电阻率小于20Ω？m时，被认为是强腐蚀性土壤。新疆油田多数区块特别是稠油区块的土壤电阻率介于2.0～20Ω？m，说明埋地管道长期处于强腐蚀状态的环境中；

当外部保温层进水后，由于稠油管线温度较高，在温度和腐蚀介质的作用下，管线表面的防腐层容易遭到破坏，使得管道的腐蚀加剧。

1.3.2 土壤的pH值

新疆油田区块土壤兼有典型盐碱土壤及酸性土壤的特征。当土壤中的含盐量、含水量、氧浓度等因素在一定范围时，随着pH值降低，土壤对埋地管线的腐蚀速度增加；

但当土壤中含大量盐分、水分时，即使pH值在碱性范围内，其土壤腐蚀性仍很大，彩南、石西等沙漠区块的埋地管线腐蚀严重，说明了这一问题。

1.3.3 土壤的含水量

土壤中的水分对管道的腐蚀影响很大。当土壤含水量很高时，氧的扩散渗透遇阻，腐蚀减小；

反之，氧的去极化反应容易发生，腐蚀速度迅速增加。新疆地区四季气候变化大，土壤中的水分随着季节的变化而改变，致使管道的腐蚀更加严重。

这是因为当土壤中含水量较少时，盐分会大量沉积在管道表面，当土壤中含水量增大时，盐分会迅速溶解形成电解液，使管道腐蚀加速。

新疆油田埋地管线因施工、选材等原因存在外防腐涂层组分不均匀、微孔、缝隙及破损等现象。

微生物侵蚀及植物根系对涂层的穿透等交融作用会使防腐涂层极易损伤，腐蚀由涂层达到金属基体，最终破坏金属表面的保护膜，这是引起埋地管线腐蚀的主要因素。

2、腐蚀与防护技术在新疆油田的应用现状

根据新疆油田开发各个时期、不同油田区块的腐蚀特点，不断开发和应用了防腐新技术、新材料、新工艺，为油田的安全生产做出了贡献。新疆油田经过几十年的发展，现将主要运用的腐蚀控制与防护技术手段归纳如下。

2.1 缓蚀剂

缓蚀剂又称腐蚀抑制剂，少量地添加到介质环境中时会在金属与介质的界面上阻滞腐蚀进行，有效地减缓或阻止金属腐蚀。

缓蚀剂的使用具有操作简单方便、成本低、效果好等特点，因此，缓蚀剂在油田上被广泛使用。

目前，缓蚀剂被大量应用在新疆油田油气集输管线，污水处理及回注系统、地下油管套管等方面，所应用缓蚀剂种类主要包括：咪唑啉及其衍生物类、胺类、聚合物类、有机磷酸类、醚类及炔氧甲基类等缓蚀剂。

在新疆油田油气集输管线及井下油管、套管等酸性腐蚀介质中，咪唑啉及其衍生物、胺、醚、炔氧甲基等类缓蚀剂都显示出良好的缓蚀性能，在新疆油田广泛运用。

在新疆油田污水处理、注水系统防腐方面，由于新疆油田地下采出水pH值大多数呈中性及弱碱性，咪唑啉及其衍生物、胺类等吸附型有机缓蚀剂在碱性此类介质中的稳定性差，易水解，不宜被大量采用。

像氧化型和沉淀型缓蚀剂，如有机羧酸盐、无机盐、有机磷酸等类缓蚀剂在中性及碱性介质中是通过在金属表面形成氧化膜或沉淀膜来达到防止或减缓金属腐蚀的目的，在油田实际运用中防腐效果良好。

诸如KL-0308、KL-501磷系类缓蚀阻垢剂，通过在实际生产的运用，证明其对新疆油田地下采出水具有良好的缓蚀阻垢效果。

2.2 非金属管线

随着新疆油田的不断开发，部分区块进入高含水期，受采出液矿化度高、含砂、含腐蚀性气体、温度及输液量等多种因素的影响，致使部分区块集输管线腐蚀结垢严重。

非金属管道因其具有优良的耐酸碱、防腐、绝缘、垢和砂不易沉积、质量轻、抗老化、输液能力高等特点，近年来在新疆油田得到广泛应用。

自2001年新疆油田开始试验并逐步推广以玻璃钢管线和钢骨架复合塑料管等为主要类型的非金属管材，并在油田实际生产中取得了良好的防护效果。

据不完全统计，截止2007年，新疆油田累计使用各种非金属管线已达1530 km。目前，在新疆油田所采用的非金属管线主要有以下几类。

2.2.1 塑料合金双复合管

塑料合金双复合管是一种由两种以上有机塑料材质加工而成，多种塑料合金组成其内衬层，并可通过微机控制制成具有不同等级抗压强度的管线。

因其具有质量轻、强度大、耐冲击、安装方便等优点，主要被运用在油田注水、注聚合物驱的管线等方面。缺点是适用温度范围窄，管材价格较高。

2.2.2 玻璃钢管缠绕管

玻璃钢管是一种由玻璃纤维、环氧树脂或聚酯等材料缠绕成型的一种管材，一般有三层结构：内衬层、结构层和外防护层。

具有质量轻、耐酸碱、耐热性好、费用低等优点。其主要缺点是：施工补口及维修不方便、抗挤压能力差。

目前新疆油田采油一厂、重油公司等油区的注水及输油、储油管线及储罐附件等设施的防腐方面主要选用了这项技术。

随着新疆油田的开采逐渐进入二次采油和三次采油阶段，管道的腐蚀问题日益严重，经实践证明，玻璃钢管是解决这一问题行之有效的方法之一。

2.2.3 钢骨架塑料复合管

钢骨架塑料复合管采用低碳钢丝来作为增强相，以高密度聚乙烯树脂来作为基体，通过对钢丝电焊成网与塑料挤出填注同步进行，在生产线上连续拉膜成型的新型双面防腐压力管道。

其优点主要有：耐腐蚀、内壁光滑、不易结垢、热导率低、保温性能好、电绝缘性能好及运输安装方便等。主要缺点是管材耐温差（小于55℃）、气密性差。

钢骨架塑料复合管早在1999年新疆石西油田5号计量站集油支线的改造工程中就开始应用。由于管线地处沙漠地区，土壤腐蚀严重，管线改造后采用DN200钢骨架塑料复合管，经实践证明其防腐效果十分理想。

此外，从经济角度考虑，在新疆油田集输系统中使用该类管材虽然一次投资较高，但维修费用低，使用周期长，因此其经济效益明显。

2.2.4 柔性复合管

柔性复合管是由一种高分子复合材料制成的具有高强度、耐酸碱、耐高压、防垢、柔韧性好等特点的管材，可分为3个部分：内芯管、增强层和外保护层。

根据油田的实际用途使用需求，柔性复合管又分为：输油用复合管、输气用复合管、输水用复合管、注醇用复合管。相比于其他类型非金属管材，柔性复合管在油田上将具有广阔的应用前景。

虽然每种非金属管材都各有缺点，但是因其特有的防腐、防垢性能，未来必然在油田集输系统的防腐防垢领域方面起到革命性的影响。

可以预见，随着各种非金属管材生产工艺的不断完善，非金属管材在油田上将得到更好的推广和运用。

2.3 防腐涂料

防腐涂料是指含有防腐性能高分子的溶液或分散液，涂在物体表面固化形成漆膜后，能使得金属表面免除腐蚀。

防腐涂料具有隔离、缓蚀、电化学保护三种作用。在金属腐蚀与防护领域，防腐涂料是目前应用较为简便、经济、有效的防腐措施之一。

在油田输油管道或天然气管道内外壁涂覆防腐涂料不仅能使其免受腐蚀，同时还可以达到降低管道内壁表面粗糙度、降低摩阻、减少能耗的作用。

因此在新疆油田被广泛运用在长输管线、集输管线、热注管线等方面（如彩南油田高压注水管线、采油一厂三元复合驱采油高压注水管线等）。目前，在新疆油田所使用的防腐涂料种类繁多，归纳起来可分为以下几个种类。

2.3.1 粉末涂料

粉末涂料是一种不含溶剂、以粉末熔融成膜的新型涂料，具有耐高温、固化时间短、耐腐蚀性等特点。

一般为了达到更好的防护效果，常常在粉末涂料的外层再涂一层聚乙烯涂层，形成3PE 综合防护层，新疆油田独-乌成品油管道、西气东输工程就是采用了这一技术。

2.3.2 富锌涂料

富锌涂料是一种含有大量锌粉的涂料，通常作为底漆来使用。由于富锌涂料所采用的有机漆基（环氧树脂、聚苯乙烯、聚氨酯等）、无机漆基（碱性硅酸盐、烷基硅酸酯等），都具有优良的耐蚀性、耐水性和耐磨性，因此在油田上被广泛运用。

2.3.3 鳞片涂料

鳞片涂料是以各种金属或非金属鳞片骨料和各种高性能耐蚀树脂及相应助剂组成的厚浆型重防腐涂料，其特点具有良好的耐腐蚀性和防渗透性，主要用于原油储罐、地下管道等油田设备的防腐。

2.3.4 带锈和防锈底漆

带锈和防锈底漆可保护金属表面免受大气、海水等的化学或电化学腐蚀。主要分为物理性和化学性防锈漆两类。

前者通过颜料和漆料的适当配比，形成致密的漆膜以阻止腐蚀性物质的侵入，如铁红、石墨防锈漆等；后者靠防锈颜料的化学抑锈作用，如红丹、锌黄防锈漆等。这类涂料目前在油田上仍被广泛运用于原油管道及储罐等设备的金属表面上。

另外，近年来随着人们的环保意识逐渐增强，无溶剂防腐涂料逐渐成为今后防腐涂料方面发展的主要方向，其种类包括：100%固体聚氨酯涂料、聚脲涂料、有机硅树脂涂料等。

由于其具有良好的耐化学药品性、优异的物理性能、施工操作方便等众多优点，因此在国内外油田开始被大量运用。

如，喷涂聚脲防腐涂料作为一种新型先进的无溶剂涂料，因其具有快速固化、机械强度高、耐老化等优点在新疆油田开始应用并且显示出广阔的发展前景。新疆油田百口泉采油厂地面管线采用的就是喷涂聚脲涂料技术，防腐效果优良。

2.4 电化学保护

电化学保护是一种依靠外部电流的流入改变金属电位，从而降低金属防腐速度的材料保护技术。根据原理，分为阳极保护和阴极保护两种。

阳极保护主要是对金属进行钝化，保护金属在强氧化介质中免受腐蚀损害；阴极保护是使金属形成阴极并极化，达到减小或阻止腐蚀的目的，其又可以分为牺牲阳极保护法和外加电流保护法。

在长输管道的防腐方面，油田上大多采用的方法是以强制电流为主，以牺牲阳极为辅的阴极保护方法。

在新疆油田，如克拉玛依-独山子长输输油管线，近几十年来一直采用了外加强制电流保护技术；

而彩南-石西-克拉玛依天然气长输管道，目前采用国内先进的燃气发电（TEG）阴极保护技术，其防腐效果都超过预期；而对于储罐的电化学保护，目前主要采用的是埋地锌合金阳极的牺牲阳极保护方法。

近年来，新疆油田在采油三厂、夏子街油田的部分管线和设施上尝试实施了电化学保护与涂层防腐相结合的技术手段，取得良好的防腐效果。

2.5 电镀材料及其技术

电镀是指根据电解原理在金属表面上镀上一层其他金属或合金的技术，可以起到防腐、增强耐磨性、美观等作用，目前在油田的井下工具领域应用较多。

随着新疆油田的开发，油田区块含水不断上升，地层水矿化度升高，加之部分油井底部富含的CO、H2S腐蚀性气体，因此油管及其接箍、套管、抽油杆及短接、螺杆钻具等井上井下设施腐蚀情况更为严重。

早期油田上采用的管材多为不锈钢类、高合金类（铬系列合金油管）等，其防腐防垢效果并不理想。

近年来随着电镀技术的发展，钨合金镀层、镍磷镀层、纳米镀层、陶瓷镀层、锌合金镀层等类管材及其电镀技术在新疆油田生产中开始被广泛应用，通过油田实际生产证明其防腐效果优良。

3、结论

新疆油田由于地域、经济发展等多种原因，腐蚀控制与防护技术在国内处于相对落后水平，主要体现在：腐蚀控制技术研究缺乏系统性、腐蚀控制产品缺乏全面性、腐蚀技术创新能力差、腐蚀专业技术研究人员稀缺等方面。

近年来，随着新疆油田石西、彩南等沙漠油区的开发，油田设施的腐蚀控制与防护的重要性已引起广泛重视，这也为腐蚀控制与防护技术在新疆油田的加速发展提供了新的机遇。

目前，结合新疆油田生产实际，当前面临以下问题急待解决。

（1）新疆油田多数区块地下采出水水质多呈弱碱性且矿化度高，磷（膦）系类缓蚀剂是目前新疆油田使用较为广泛的一类缓蚀剂，具有缓蚀效果较好、成本低、阻垢性能优良等优点。

但因其环保性差，易使水质富氧化等缺点不易在油田长期使用。因此开发寻找无磷、环保、高效、经济的缓蚀剂是目前急待研究的课题之一。

另外，近年来在国内外文献中鲜有关于碱性、弱碱性腐蚀介质中缓蚀剂的相关报道，因此研发出相关环保、高效、经济的相关缓蚀剂并探求其防腐机理，具有重要的现实意义和学术意义。

（2）防腐涂料在油田上是运用最广泛的腐蚀控制与防护技术，但是目前在新疆油田从事防腐涂料施工的单位及监管单位的技术水平良莠不齐，并且与之实施的相关标准已明显不适应实际需求，因此提高整体专业技术水平及完善和更新相关专业标准的工作已势在必行。

此外，随着国际上对环境问题的日趋重视，在新疆油田使用新型具有低污染、低毒或无毒的高固含量的、无溶剂和水性防腐涂料将成为今后的发展趋势。

（3）非金属管材通过在新疆油田多年的实际运用，虽然在使用条件方面有一定的局限性，但可以预见非金属管材在油田腐蚀防护领域方面将有更大的发展空间，因此提前开展对非金属管道室内评价体系和评价方法的研究工作，具有重要的现实意义。