大港油田南部油區(qū)清水腐蝕治理初探

【摘要】眾所周知，在油田的生產(chǎn)過(guò)程中，注水的重要性絲毫不亞于采油。油田注水大多采用污水，但是由于對(duì)污水的需求量大，污水供給不足時(shí)，許多注水點(diǎn)會(huì)補(bǔ)充一部分清水來(lái)緩解污水水源不足的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】腐蝕速率；溶解氧含量；室內(nèi)試驗(yàn)；除氧實(shí)驗(yàn)

1、大港油田南部油田清水腐蝕結(jié)垢現(xiàn)狀

大港油田南部油田采油三廠在注水過(guò)程中，由于污水水源不足需要補(bǔ)充清水。2010年以前，有7個(gè)聯(lián)合站采用了補(bǔ)充清水注水的方式，清水量占采油三廠總注水量的22%。通過(guò)數(shù)據(jù)跟蹤發(fā)現(xiàn)，2011年采油三廠各清水點(diǎn)平均腐蝕速率為0.1989mm/a，明顯高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的0.076mm/a。同時(shí)我們通過(guò)腐蝕檢測(cè)掛片的觀察發(fā)現(xiàn)掛片上有黑色的點(diǎn)蝕情況以及產(chǎn)生了大量的粘泥狀附著物。

與此同時(shí)，我們也選擇割取了生產(chǎn)周期在100-300天左右的地面系統(tǒng)管線作為地面結(jié)垢觀察管，并且通過(guò)修井作業(yè)選取了一部分井下注水井管柱進(jìn)行觀察后發(fā)現(xiàn)管內(nèi)壁均有塊狀結(jié)垢現(xiàn)象產(chǎn)生。垢樣平均厚度達(dá)到3-10mm左右，最厚可達(dá)15mm。

2、清水腐蝕結(jié)垢研究與治理

2.1清水腐蝕機(jī)理研究與室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

2.1.1清水水性分析

我們對(duì)采油廠外供清水進(jìn)行了水性分析，分析后發(fā)現(xiàn)具有腐蝕傾向的氯離子為133mg/l，含量較低。具有結(jié)垢傾向的鈣鎂離子和碳酸跟離子的離子含量也不高，總礦化度僅為582mg/l。但是因?yàn)橄掠吻逅c(diǎn)的腐蝕速率超標(biāo)，我們認(rèn)為應(yīng)該有其它的腐蝕因素存在。我們對(duì)可能造成清水腐蝕的因素和正常值進(jìn)行了對(duì)比。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，清水的礦化度、PH值、微生物含量和溫度都屬于正常范圍內(nèi)[1]，只有溶解氧含量（≥3mg/l）遠(yuǎn)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（0.1mg/l），因此我們懷疑溶解氧可能是造成清水腐蝕的因素。

2.1.2清水腐蝕機(jī)理分析

我們對(duì)清水及清污混注系統(tǒng)的溶解氧含量進(jìn)行了整體監(jiān)測(cè)，發(fā)現(xiàn)清水點(diǎn)平均含氧量為6.1mg/l，清污混注系統(tǒng)平均含氧量為3.8mg/l，同時(shí)我們?cè)诩兦逅到y(tǒng)的小六注對(duì)清水腐蝕速率在不同溶解氧環(huán)境下的變化情況進(jìn)行了跟蹤。

通過(guò)跟蹤結(jié)果發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)場(chǎng)的溶解氧由3.6mg/l升高至7.0mg/l時(shí)，腐蝕速率有0.0733mm/a升高至0.0957mm/a，上升率為31%。由監(jiān)測(cè)圖中曲線可以看出溶解氧越高清水的腐蝕速率越高。

2.1.3清水除氧室內(nèi)實(shí)驗(yàn)

通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果我們發(fā)現(xiàn)，在加入除氧劑后，清水的溶解氧含量由4.1mg/l下降至0.09mg/l，同時(shí)腐蝕速率也從0.1352mm/a降低至0.0608mm/a，腐蝕速率能夠達(dá)標(biāo)。因此我們得出結(jié)論，溶解氧是造成采油三廠清水腐蝕結(jié)垢的主要因素。

2.2除氧劑優(yōu)選和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

2.2.1除氧劑的評(píng)價(jià)與優(yōu)選

除氧劑分為無(wú)機(jī)除氧劑、有機(jī)除氧劑和混合除氧劑，為了能夠分清楚那種除氧劑更適用于本系統(tǒng)，因此我們分別對(duì)三種除氧劑進(jìn)行了室內(nèi)藥劑評(píng)價(jià)。

我們發(fā)現(xiàn)，無(wú)機(jī)除氧劑的效果要好于有機(jī)除氧劑和混合除氧劑，在加藥濃度為1：20（即溶解氧含量為1mg/l時(shí)除氧劑濃度為20ppm）和1：30的時(shí)候，腐蝕速率最低。我們決定使用1：30的加藥濃度進(jìn)行除氧實(shí)驗(yàn)。

2.2.2除氧劑現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

我們選取下游的官19-29井口作為加藥后監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)一周后（2012.5.16-2012.5.25）我們發(fā)現(xiàn)下游的溶解氧含量和腐蝕速率都有一定程度的下降（溶解氧含量由4.1下降到2.6mg/l；腐蝕速率加藥后由0.3268下降至0.1673mm/a），但是沒(méi)有達(dá)到預(yù)期效果。經(jīng)過(guò)分析后我們認(rèn)為有兩個(gè)原因，一個(gè)是由于除氧劑需要充分的反應(yīng)時(shí)間，而站內(nèi)到下游的反應(yīng)時(shí)間不足，另一個(gè)可能是因?yàn)樗巹舛炔粔?。因此我們進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整加藥濃度為40ppm，同時(shí)引入催化劑。

2.3清污混配研究與治理

2.3.1清污混配研究

油田注水使用的常為污水，當(dāng)污水水源不足時(shí)需要補(bǔ)充清水，所以清水一般不會(huì)單獨(dú)注，而是采用清污混注的方式進(jìn)行注水。采油三廠清污混注系統(tǒng)2011年的腐蝕速率為0.367mm/a，高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)監(jiān)測(cè)后發(fā)現(xiàn)清污混注系統(tǒng)的溶解氧含量為3.8mg/l，我們認(rèn)為清污混注系統(tǒng)的腐蝕嚴(yán)重可能也與補(bǔ)充清水有關(guān)。于是我們?cè)谇逦刍熳⒌墓僖宦?lián)系統(tǒng)進(jìn)行了數(shù)據(jù)跟蹤。

官一聯(lián)系統(tǒng)濾后污水的腐蝕速率為0.0644mm/a，清水為0.1902mm/a，在清污混后腐蝕速率上升至0.2291mm/a，污水的腐蝕速率是達(dá)標(biāo)的，在混入清水后腐蝕速率超過(guò)了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，補(bǔ)充清水使清污混注系統(tǒng)的腐蝕速率上升了。

我們?cè)诹硪粋€(gè)清污混注系統(tǒng)段一聯(lián)也同樣進(jìn)行了數(shù)據(jù)跟蹤，跟蹤后發(fā)現(xiàn)，清水（腐蝕速率0.13mm/a）污水（腐蝕速率0.5043mm/a）混合后腐蝕速率為0.0616mm/a段一聯(lián)在清污混注后腐蝕速率沒(méi)有升高還反而降低了，這和前面清污混配實(shí)驗(yàn)的結(jié)果完全相反。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的結(jié)果呢？我們認(rèn)為出現(xiàn)這樣的結(jié)果可能是清水和污水的混合比例不同造成的。

2.3.2清污混配室內(nèi)試驗(yàn)

我們?cè)诙我宦?lián)取水樣進(jìn)行了不同比例的混配，我們發(fā)現(xiàn)不同混配比下的腐蝕速率是不同的。清污比為1：1的時(shí)候腐蝕速率為0.3294mm/a，清污比1：2腐蝕速率0.0575mm/a，清污比1：3腐蝕速率0.02mm/a，清污比1：4腐蝕速率0.0279mm/a。當(dāng)清污比為1：3的時(shí)候，腐蝕速率最低。通過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明合理的混配比例能夠降低清污混后的腐蝕速率。

2.3.3清污混配現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

我們?cè)诙我宦?lián)進(jìn)行了清污混配應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，通過(guò)調(diào)整污水水量，將清污比控制在1：3左右，實(shí)驗(yàn)持續(xù)了3個(gè)月的時(shí)間，我們將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與去年同期結(jié)果進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)腐蝕速率普遍有明顯地下降趨勢(shì)，1月：0.3244mm/a-0.0735mm/a；2月0.35mm/a-0.0616mm/a；3月0.3873mm/a-0.0567mm/a。

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，段一聯(lián)的腐蝕速率較去年同期有明顯下降，腐蝕速率能夠達(dá)標(biāo)，合適的混配比例確實(shí)能夠降低清污混注系統(tǒng)的腐蝕速率。

參考文獻(xiàn)

[1]趙淑楠.油田污水組分對(duì)其腐蝕性能的影響研究.華南理工大學(xué)2010碩士學(xué)位論文，分類(lèi)號(hào)X741

[2]俞敦義，彭芳明，劉小武，鄭家燊.環(huán)境對(duì)硫酸鹽還原菌生長(zhǎng)的影響[J].材料保護(hù)，1996年02期

作者簡(jiǎn)介

1韓旭 男 1984年12月，大港油田采油三廠工藝所。

2韓文江 男 1960年3月，天津工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系。