任何一種金屬處于電解質(zhì)溶液里都有一個對應(yīng)的電極電位，不同的金屬在同一種電解質(zhì)溶液里有不同的電極電位，相同的金屬在不同的電解質(zhì)里也有不同的電極電位:電極電位不同就出現(xiàn)了電位差，這個電位差將推動電子流動而形成電流。在電流流出的地方，金屬受到腐蝕叫陽極區(qū); 在有電流流入的地方金屬得到電子則不會腐蝕。陰極保護的原理是給金屬補充大量的電子，使被保護的金屬整體處于電子過剩狀態(tài)，因此使金屬原子不容易失去電子而變成離子，溶解到電解質(zhì)中去，實現(xiàn)金屬材料的防腐。

油田開發(fā)生產(chǎn)中的采出液和注入水地層水礦化度較高，含有硫化物、二氧化碳、氧氣、硫酸鹽厭氧菌等屬于強電解質(zhì)，對井下油管、套管都具有較強的腐蝕性。在油套環(huán)空構(gòu)成環(huán)空的套管和油管兩種金屬材料的材質(zhì)是不相同的，在電解質(zhì)中的電極電位也不同， 這就形成電化學(xué)腐蝕的原電池，大部分的套管材質(zhì)都優(yōu)于油管材質(zhì)，因此油管的電極電位負于套管的電極電位，當(dāng)他們處于電解質(zhì)中發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)時，油管作為陽極失去電子而發(fā)生電化學(xué)腐蝕，另一方面采出液體和氣體由于溫度、壓力等因素影響的結(jié)鹽、 結(jié)垢和硫化鐵等對井下油管均起著腐蝕作用。

通過對電化學(xué)腐蝕的分析，結(jié)合陰極保護技術(shù)對金屬防腐的適應(yīng)性，將陰極保護技術(shù)的犧牲陽極法用于對油管電化學(xué)防腐，通過減緩油管的電化學(xué)腐蝕，延長油管的使用周期。 將油水井犧牲陽極與油管連接，在作業(yè)時與油管一同下入井內(nèi)，油管和犧牲陽極處于同一個電解質(zhì)環(huán)境下構(gòu)成一個新的宏觀電池，這一負的電極是新電池的陽極，而油管則成為陰極，從陽極體上通過電解質(zhì)向油管提供一個陰極電流，使油管進行陰極極化，實現(xiàn)陰極保護，隨著電流的不斷流動，犧牲陽極材料不斷消耗掉，油水井犧牲陽極消耗的年限就成為油管壽命延長的年限。油水井犧牲陽極可以應(yīng)用于自噴井、抽油井、潛油電泵井、注水井、天然氣井等各類石油天然氣開采的油管防腐。