原油及天然氣開采過程中的腐蝕介質主要為硫化氫，二氧化硫、二氧化碳，以及井下的氯離子。除了腐蝕介質之外，井下的溫度、氣體溶解度和壓力也對套管的防腐工程提出了重大考驗。套管腐蝕包括表面氧化腐蝕、接觸腐蝕、選擇性腐蝕、裂縫腐蝕、點腐蝕、應力腐蝕等。其中酸性氣體如硫化氫在高溫高壓下的腐蝕是一個始終伴隨而又無法回避的嚴重問題。
在我國己探明的油氣田中，酸性油氣田占有相當大的比例，天然氣田中高酸性氣田就接近50%。近年來新開發的大型油氣田如塔里木、吉林、羅家寨和普光等，以及與蘇丹、哈薩克斯坦、烏茲別克斯坦、土庫曼斯坦、印度尼西亞和緬甸等國的合作，也多為酸性和高酸性油氣田。
油氣田腐蝕環境日趨苛刻。主要表現：
(1)油井開采后期：含水量的提高
(2)深井、超深井的開發導致：溫度/壓力提高
(3)強腐蝕環境油井的開發：H2S、SO2、CO2、Cl-含量上升
這些都導致油氣田腐蝕更趨嚴重。油氣集輸管材、石油管、油水分離罐腐蝕是油氣田腐蝕的最主要部分。石油管材和設備的腐蝕分為內腐蝕和外腐蝕：外腐蝕主要是土壤、地下水、雜散電流等導致的腐蝕；內腐蝕由內部介質所導致，是腐蝕科學目前研究的難點和熱點問題之一。
目前我國套管防腐主要采取在套管生產過程中添加防腐材料，表面通過鍍鎳、鉻等，或者主要是通過涂裝環氧等防腐涂層來達到防腐目的。例如在套管材料中添加微量Mo，提高鋼材淬透性，提高抗腐蝕和耐硫化氫能力。或者是降低Mn含量。這種方法弊端是成本過高，且一旦搬運過程中液壓鉗對套管表面的壓痕以及表層損傷會極大的影響防腐性能。此外，一旦耐腐蝕套管出現穿孔、變形等情況，只有通過更換套管來解決。而防腐涂料由于施工便捷，維保方便，性能可靠，正在逐漸成為石化行業內最主推的防腐防護途徑。目前用于套管防腐的涂料主要有改性丙烯酸涂料、改性醇酸涂料、環氧改性酚醛防腐涂料等。這些涂料耐溫不太好，在油氣管道等要求耐溫、耐酸性氣體腐蝕等苛刻環境下，缺陷突出，無法滿足長期穩定的防腐防護。例如丙烯酸涂料，附著力基于冷粘結，需要使用溶劑型膠粘劑，既不環保，施工過程中的晾膠時間也難以控制，一般表干需要數小時以上，所以對基材表面的清潔程度要求較高。而醇酸涂料，使用壽命存在缺陷，盡管醇酸樹脂涂層完全固化，但涂層的氧化不會停止。所以，石化套管領域內，迫切需求一種水性環保型，具有優異的綜合性能，且能通過各項高溫高壓嚴苛測試的防腐涂料。
產品介紹
深圳市易瓏科技有限公司隸屬于夸克材料集團，是專業從事環保型功能涂料“研發、生產、銷售和服務”的國家高新技術企業。公司始終秉承“專注、專業、創新”的經營理念，致力于為市場及客戶提供環保型功能涂料與全面的技術解決方案。
易瓏旗下環保型功能防腐涂料，針對不同工況、領域和客戶需求，包括柔性陶瓷防腐、特種耐溫、耐溫防腐、銹轉化、自潤滑等多個細分產品。涵蓋領域包括石化、軍工、船舶、鋼結構、工業防腐蝕等各個領域。
易瓏水性耐溫防腐涂料（EC-7038/EC-7246），歷經八年研發，其主體樹脂（聚酰胺酰亞胺PAI、改性聚四氟乙烯樹脂）由易瓏科技自主研發和生產。聚酰胺酰亞胺高分子材料由酰胺鍵和酰亞胺鍵組成，酰胺鍵為材料提供高的表面硬度和強度，酰亞胺鍵為材料提供優異的附著力、耐酸性和耐溫、耐有機溶劑及原油等性能，聚四氟乙烯材料耐溫優異具有極低的表面能和摩擦系數，能為涂層提供表面提供優異且穩定的防污、防垢等性能。專用于石化管道內防、高溫設備、汽車零部件、熱交換器等各類高溫防腐工況。具有優異的耐腐蝕、耐溫、耐硫化氫/二氧化硫等酸性介質、防水防油、水性環保、耐磨等綜合性能。
項目說明
本次申報項目為易瓏水性聚酰胺酰亞胺耐溫防腐涂料在石油化工套管防腐工程的應用。石油套管是用于支撐油、氣井井壁的鋼管，以保證鉆井過程進行和完井后整個油井的正常運行。每一口井根據不同的鉆井深度和地質情況，要使用幾層套管。套管的消耗量占全部油井管的70%以上。可分為導管、表層套管、技術套管和油層套管。
主要應用為油層石油套管（生產套管）內壁防腐，該套管的主要作用是將石油和天然氣從地表下的儲藏層中導出，用于保護鉆井，將鉆探泥漿分層。其在各類套管中下井深度最深，力學性能和密封性能要求也最高，是維持油井運轉的生命線。由于地質條件不同，井下受力狀態復雜，拉、彎、壓、扭應力綜合作用于管體，對套管及其防腐涂料的質量提出了較高的要求。一旦套管發生腐蝕、生銹，嚴重時出現穿孔，可能導致整口井的減產，甚至報廢。油層石油套管的工況比較復雜和嚴格，一般為高溫高壓、含有硫化氫和二氧化碳，不僅會發生局部腐蝕或全面腐蝕，也非常容易發生突發性的硫化物應力腐蝕開裂。
通過模擬具體工況，易瓏水性耐溫防腐涂料經過了詳細測試（測試標準為SY/6717-2016《油管和套管內涂層技術條件》的相關要求）。測試項目如下：
1.外觀：平整均勻、光滑，無氣泡、橘皮和流淌等缺陷。
2.干膜厚度：120-150μm。
3.附著力：≥4級。
4.耐高溫高壓性能：1）液相為NaOH，pH值12.5，溫度148℃，壓力70Mpa，測試時長16小時，試件完全浸泡溶液中，用氣體N2加壓。測試后涂層無起泡，附著力無降級。2）液相為水、甲苯、煤油等體積混合溶液，溫度107℃，壓力35MPa，測試時長16小時，試件2/3進入液體中，用氣體CO2加壓。測試后涂層無起泡，附著力無降級。
5.耐化學介質性能：1）10%HCl，室溫，90天。2）3.5%NaCl，室溫，90天。3）原油，80℃，90天。以上測試涂層均無變化。
6.耐磨性（落砂法）：≥2.0L/min，測試結果8.69L/μm，符合≥2.0L/μm要求。
7.漏點：防蠟、防腐均無漏點。
8.附著力測試：使用拉拔法測定涂層未試驗樣件和加壓耐溫后的附著力。試驗條件為油田采出液，溫度150℃，25Mpa，時長16小時。試驗前后，依照SY/T6717-2016附錄B方法測試附著力，附著力均為4A級（沿刀痕有脫皮或脫落的痕跡），附著力未降級。試驗前后還用拉拔法測試附著力，力值未見大幅下降。
9.常溫浸泡：10%HCl，3.5%NaCl，長慶油田采出液120天浸泡測試，涂層完好。
通過以上測試，可以得出易瓏水性耐溫防腐涂料在石油套管內壁防腐的應用中，滿足相關要求，且產品為水性環保型，VOC含量低。目前，產品已廣泛應用于石化管道內壁的細分領域。
應用案例
目前，易瓏水性耐溫防腐涂料已通過使用方采取液模擬測試，應用在于石油套管細分領域。例如中石油寶雞鋼管研究院的井下原油輸送管道，大連恒力石化的乙烯設備，神華煤化工的MTO設備等。其水性環保、優異的耐溫、耐腐蝕、耐原油等有機溶劑、耐磨耐劃傷等綜合性能，已受到業內充分認可。解決了目前大范圍使用溶劑型涂料高污染的難題，也為石化防腐項目提供了新的選擇和解決方案。
