采油廠注水井防腐防垢技術(shù)研究

魏寧（西安石油大學(xué)，陜西省 710065）

采油廠注水井防腐防垢技術(shù)研究

魏寧（西安石油大學(xué)，陜西省 710065）

延長(zhǎng)油田蟠龍采油廠的注水井基本上都是通過油井轉(zhuǎn)注而實(shí)現(xiàn)的注水開發(fā)。注水區(qū)塊為下坪區(qū)、貫屯區(qū)、王莊區(qū)、沙則溝區(qū)，注水層位為長(zhǎng)2、長(zhǎng)4+5、長(zhǎng)6，水驅(qū)控制面積32.52km2，水驅(qū)控制儲(chǔ)量1425.06×104t，注水區(qū)控制面積占開發(fā)動(dòng)用面積的51.6%，水驅(qū)控制儲(chǔ)量占動(dòng)用儲(chǔ)量61.66%。蟠龍采油廠注水井腐蝕結(jié)垢嚴(yán)重，管道、井筒頻繁出現(xiàn)腐蝕穿孔，井筒多處漏失，管柱結(jié)垢導(dǎo)致注水流量不足，嚴(yán)重時(shí)注水壓力上升，甚至造成水井封堵現(xiàn)象，注不進(jìn)水。

采油廠；注水井；防腐防垢；技術(shù)研究

1 腐蝕結(jié)垢影響因素分析【1】

1.1 腐蝕速率測(cè)試

為了考察分析蟠龍采油廠注水井腐蝕結(jié)垢情況，進(jìn)行了室內(nèi)試驗(yàn)。采取室內(nèi)掛片的方式，選用碳鋼J55鋼片，掛片尺寸50×10×3×Φ6mm，表面積1360mm2，并根據(jù)蟠龍采油廠注水層溫度范圍33-38℃，選取40℃作為評(píng)價(jià)溫度。

測(cè)試結(jié)果顯示：蟠龍采油廠注入水腐蝕性強(qiáng)，對(duì)碳鋼的腐蝕速率大于0.254mm/a，屬于極嚴(yán)重腐蝕（根據(jù)NACE標(biāo)準(zhǔn)RP-0775-91對(duì)腐蝕程度的規(guī)定）；并且注入水存在嚴(yán)重結(jié)垢問題。

1.2 水質(zhì)分析

為分析導(dǎo)致蟠龍采油廠注入水腐蝕性強(qiáng)和結(jié)垢的因素，對(duì)注水井注入水水質(zhì)進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)果見表1。

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：水的PH值介于6.8左右，略微偏酸性，水質(zhì)指標(biāo)的含鐵、含硫、礦化度、懸浮固體含量及細(xì)菌全部超過注水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。其中礦化度高、含硫及細(xì)菌數(shù)量高等是導(dǎo)致蟠龍采油廠注水井管道腐蝕的根本原因。

1.3 水的化學(xué)成分分析

根據(jù)SY/T5523-2000《油氣田水分析方法》對(duì)注入水的化學(xué)成分進(jìn)行了測(cè)試分析，測(cè)試數(shù)據(jù)見表2。

測(cè)試數(shù)據(jù)顯示：蟠龍采油廠水質(zhì)為氯化鈣型，總礦化度高。水中存在鈣、鎂等成垢陽(yáng)離子及碳酸氫根、碳酸根、硫酸根等成垢陰離子，特別是鈣離子含量較高，最大可達(dá)3407mg/L，說明蟠龍采油廠注入水中具有生成無機(jī)鹽結(jié)垢的條件。

2 控制方法研究

根據(jù)蟠龍采油廠的垢樣的化驗(yàn)結(jié)果及考慮其他情況，可以將這個(gè)采油廠注水腐蝕結(jié)垢的因素總結(jié)為以下幾點(diǎn)：礦化度高、含硫、細(xì)菌及成垢離子。在之前試驗(yàn)的接觸上結(jié)合影響采油廠注水腐蝕結(jié)垢的因素可以設(shè)定以下的方案，即通過向水中投加緩蝕阻垢劑、除硫劑、殺菌劑，這樣可以控制水樣的腐蝕結(jié)垢性質(zhì)，從而達(dá)到綜合防腐防垢的目的。

2.1 緩蝕阻垢劑的篩選

根據(jù)前人的研究結(jié)垢，選取PAPE、HEDP、PAA三種藥劑為緩蝕阻垢復(fù)配劑，因?yàn)檫@三種藥劑均無毒無害、易溶于水，并且都有較高的緩蝕、阻垢效果。根據(jù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)以下幾個(gè)現(xiàn)象，復(fù)配緩蝕劑中PAPE與HEDP的質(zhì)量比為1：2，濃度分別為30mg/L和60mg/L時(shí)，油田注入水的腐蝕率可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)以往學(xué)者的研究可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)PAPE、HEDP、PAA質(zhì)量比為3：2：5，復(fù)配阻垢劑濃度為28mg/L時(shí)，阻垢率可以達(dá)到最優(yōu)。

2.2 除硫劑的篩選

根據(jù)油田除硫?qū)嶒?yàn)的實(shí)際情況，同時(shí)為了達(dá)到油田回注水中硫化物含量達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在加入除硫劑FeCl3/PAC中FeCl3與PAC濃度為105m g/L和15mg/L，或H2O2/PAC中H2O2與PAC濃度為18mg/L和60mg/L。表3為除硫劑與緩蝕阻垢劑的配伍性能比較。

加入除硫劑后會(huì)增加油田回注水系統(tǒng)的腐蝕，F(xiàn)eCl3/PAC和H2O2/PAC均對(duì)系統(tǒng)有一定的腐蝕性，分別使系統(tǒng)腐蝕率增加6.10%和17.89%。

表1 水質(zhì)測(cè)試結(jié)果

表2 離子含量測(cè)試結(jié)果/（mg/L）