吴起采油厂注水系统腐蚀机理及影响因素研究

第42卷第10期辽宁化工Vol.42，No.102013年10月LiaoningChemicalIndustryOctober，2013收稿日期收稿日期：2013-04-18作者简介作者简介：崔硕（1985-），男，助理工程师，硕士，河北唐山人，研究方向：石油与天然气工程。E-mail：cuishuo_397@sina.com。吴起采油厂注水系统腐蚀机理及影响因素研究崔硕1，霍海波2（1.延长油田股份有限公司永宁采油厂，陕西延安717500；2.西安石油大学，陕西西安710065）摘要：注水系统结垢是油田注水开采过程中面临的一个重大难题。由于油井含水的不断上升，腐蚀结垢越来越严重，由此造成生产维护成本不断增加而且影响了油田的正常生产，为此注采系统特别是油水井杆管腐蚀治理工作迫在眉睫。由此，以吴起采油厂的特定地质环境条件为基础，深入开展注采系统防腐阻垢技术研究，摸清重点区块的腐蚀结垢机理，掌握其腐蚀结垢规律，有针对性地开展防护措施，对于有效地改善其介质环境，保证油气井的生产寿命、提高油气开采效益、提升油田开发整体水平具有重要意义。关键词：注水系统；腐蚀；结垢；机理分析中图分类号：TE980文献标识码：A文章编号：1004-0935（2013）10-1203-04注水系统结垢是油田注水开采过程中面临的一个重大难题。近年来,尽管在油田注水系统污水水质处理方面进行了大量的研究工作,但仍存在一些突出问题,特别是随着油田产出水水质和水量的变化以及处理设备的老化,部分问题更加突出,如水质不达标、注水系统腐蚀结垢等,严重影响了油田的正常生产和开发。因此,如何有效地改善油田污水处理效果,提高处理后的水质,同时使注水系统水质稳定、减少腐蚀结垢是采油厂亟待解决的课题,也是控制注水系统腐蚀乃至结垢的关键。1注水系统腐蚀结垢的特征及原因分析1.1联合站站外污水与清水水质分析吴起采油厂目前共有注水站72个，所辖注水井有1030口左右，其中石百万污水处理站，柳沟污水处理站，油沟污水处理站，长官庙污水处理站注污水，其他的注水站均注清水，注污水的注水井有50多口。根据吴起采油厂的注水大队反映：吴起采油厂污水处理与注污水系统腐蚀比较严重，站内管线与站外管线有腐蚀穿孔现象，输水管线与注水井井筒内有结垢现象。注清水的注水井腐蚀较轻，结垢也较轻。处理的来水pH值低于7，水型氯化钙，含有一定量的二氧化碳，显酸性，污水有酸性腐蚀；污水中含有少量的氧，说明来水有曝氧现象；污水的矿化度在6×104mg/L左右，含有少量硫化氢，说明污水有硫化氢腐蚀。污水没有碳酸钙结垢趋势；有微量硫酸钙、硫酸钡、硫酸锶结垢趋势；在温度大于40℃时，温度增加有可能产生微量的硫酸钙结垢与硫酸锶结垢，不会产生硫酸钡。处理后的滤后水水质不达标，滤后水外观为黑色，硫化氢含量高于来水，说明滤后水中硫化铁含量较高，流程中细菌繁殖增生。另外滤后水的氧含量高于来水，是由于气浮装置曝氧的原因。从流程数据分析，滤后水不达标的原因一是细菌繁殖，二是曝氧腐蚀与氧化，三是所加药剂的适用性差。柳沟联合站处理的污水一部分就近进行了回灌，一部分输送到18号站，由18号站调节注入各个油井，据站内反映：18号站有时由于污水不够，会补充部分清水，与污水混合注入，清水与污水混合比例没有规律，当污水储罐水量不够即启动清水补。对站内污水、清水进行了取样调查与分析，对18号站所辖的注水井进行了取样与分析，有关水质分析数据见表1、表2。1.2柳沟注水系统腐蚀机理分析柳沟污水处理站所辖注水系统有一个注水站（18号站）与所辖的油井（15口井左右），由于污水量不够，18号站补充部分清水，其补充的清水量没有规律，补充的时间也没有规律，调查反映有时是全部注清水，有时是全部注污水，有时是清水与污水混合注入，为了了解清水与污水混合后腐蚀性的变化，进行了效果研究。研究结果表明：1204辽宁化工2013年10月（1）清水与污水混合后增加碳酸钙与硫酸盐结垢，导致垢下腐蚀加剧。（2）清水与污水混合后产生氢氧化铁沉淀，导致垢下腐蚀加剧。（3）清水与污水混合后由于氧的存在，腐蚀性增加。表1污水性质分析数据离子含量/（mg·L-1）取样部位pHHCO3-SO42-Cl-Ca2+Mg2+Ba2+Sr2+CO2H2SFe2+O2总矿水型6.5492.6142.5366212371100.312.431.647.32.73.20.8613866.3458.2125.7372842415115.211.428.641.73.14.40.6来水6.5472.8163.3367352462106.89.232.450.33.85.10.6CaCl26.5428.7113.637238231185.410.735.253.83.22.60.3622956.3472.5126.33628