油水井防腐防垢治理策略分析

肖宇婷

（大慶油田第四采油廠第三油礦六區(qū)一隊(duì)，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

油水井作為石油開采必需建設(shè)的勘探輸油通道，需要在精密計(jì)算后進(jìn)行開通，開通后地下的油層、氣層與水層動(dòng)態(tài)平衡被打破的同時(shí)能夠?qū)υ瓦M(jìn)行開采。正因原油開采時(shí)間較長，油水井會(huì)由于pH值、泥垢、微量元素等的影響產(chǎn)生腐蝕和銹垢，因此處理油水井腐垢能保證油水井不被其影響，確保原油的質(zhì)量與開采順利程度。

1 油水井與其防腐防垢概述

油水井即為開采石油，通過精準(zhǔn)地質(zhì)勘探與綜合計(jì)算測量之后得出油田開發(fā)規(guī)劃后，在確定的布井系統(tǒng)下開鑿的孔眼，其深度直達(dá)油層所在位置能為石油的提取與運(yùn)輸提供充足的空間。油水井使用過程通常為向井內(nèi)深入油層套管使套管與井壁形成環(huán)形空間，以此來維持井壁與打開的油層、水層、氣層的平衡，隨著開采的需求變化，使用射孔槍打開油層形成石油運(yùn)輸管道，將原油提出到地表供后續(xù)使用。地下水層的水存在礦化程度較高的情況，并且隨著油水井使用時(shí)間與油田開發(fā)時(shí)間的延長，油水井中的綜合含水率逐漸提升。因此為防止油水井腐蝕結(jié)垢等情況的發(fā)生，減少腐垢對油水井及各種生產(chǎn)設(shè)備的影響，降低腐垢對原油正常開采進(jìn)程的相關(guān)損失，需要從油水井產(chǎn)生腐垢的根源出發(fā)，通過對油水井腐垢原因的探索來發(fā)掘相應(yīng)治理措施[1]。

2 當(dāng)下油水井進(jìn)行防腐防垢的障礙

2.1 水質(zhì)對污垢的影響難以控制

油水井的開通會(huì)直達(dá)地下油層、水層與氣層，隨著開采時(shí)間的加長，地下水質(zhì)會(huì)因環(huán)境自身或者外部因素出現(xiàn)一定的變化。對油水井來說，結(jié)垢可能出現(xiàn)由地下各層至井筒再至地面集輸系統(tǒng)的任何地方，同時(shí)由于油水井在地下采集出的液體會(huì)由井筒送達(dá)至地表，液體中包含的介質(zhì)里面會(huì)包括各種有機(jī)物、二氧化碳等離子，同時(shí)會(huì)夾帶細(xì)菌、泥沙等雜質(zhì)，這些離子、雜質(zhì)會(huì)使運(yùn)輸管道與油水井的井壁出現(xiàn)結(jié)垢的現(xiàn)象[2]。通過對水中的成分進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)當(dāng)水中出現(xiàn)氯離子與碳酸氫根離子數(shù)量較多時(shí)便會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，在油水井使用過程中難以對水層中的離子含量進(jìn)行相應(yīng)控制。

2.2 酸性物質(zhì)與PH值影響較大

在油水井的使用過程中，酸性物質(zhì)與pH值對其的使用同樣存在較大的影響，油水井內(nèi)部的環(huán)境較為復(fù)雜，氣層可能會(huì)含有酸性物質(zhì)、內(nèi)部環(huán)境可能會(huì)滋生硫酸鹽還原菌等物質(zhì)，酸性氣體與硫酸還原菌等物質(zhì)的存在會(huì)使采油及其輸送系統(tǒng)所處的環(huán)境處于硫化物較多的情況，pH值較高便會(huì)對采集系統(tǒng)、運(yùn)輸管道等產(chǎn)生相應(yīng)的腐蝕，同時(shí)硫化物與還原菌的復(fù)合物同樣會(huì)導(dǎo)致輸油管道堵住等情況出現(xiàn)。

2.3 對油水井保護(hù)措施不及時(shí)

油水井使用過程中，已經(jīng)明確導(dǎo)致油水井出現(xiàn)腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象的因素后，并沒有加強(qiáng)對油水井的相應(yīng)保護(hù)，缺少對保護(hù)油水井采集管道與運(yùn)輸系統(tǒng)保護(hù)措施研究。在沒有加強(qiáng)防治腐蝕與結(jié)垢的相應(yīng)保護(hù)措施時(shí)，油水井的運(yùn)行會(huì)一直受到相應(yīng)腐垢的影響。

2.4 對油水井的腐垢程度監(jiān)管不到位

在石油開采使用油水井的時(shí)候，對地下油、氣、水層的檢測并不到位，在當(dāng)下油田開采過程中仍然采用較為傳統(tǒng)的檢測石油位置、地下環(huán)境壓力、熱度等情況，而缺少對油水井內(nèi)部水質(zhì)、氣體等局部環(huán)境的變化檢測。酸性環(huán)境與導(dǎo)致導(dǎo)管結(jié)垢的物質(zhì)便會(huì)因?yàn)闆]有被外部制止而不斷對油水井內(nèi)部環(huán)境進(jìn)行破壞，進(jìn)而降低。

3 采取油水井防腐防垢治理的措施

3.1 依據(jù)水質(zhì)選擇相應(yīng)的除垢劑

為改善油水井被腐蝕與結(jié)垢對后續(xù)開采與運(yùn)輸?shù)挠绊?，需要先改變?dǎo)致油水井出現(xiàn)腐蝕與結(jié)垢的環(huán)境，根據(jù)油水井所在的地區(qū)環(huán)境不同、水質(zhì)不同等采取相對性的治理措施，在確保環(huán)境不受到污染與破壞的情況下進(jìn)行污垢清理與腐蝕修復(fù)。

例如，在自然環(huán)境偏酸性地區(qū)，通過投放相應(yīng)無污染的堿性物質(zhì)到油水井之中，營造中性平衡采集環(huán)境，對已經(jīng)腐蝕的采集運(yùn)輸部分分階段取出并進(jìn)行維護(hù)或者替換，在替換過程中可以對其進(jìn)行抗酸性腐蝕保護(hù)膜的涂刷或者直接安裝能夠防止強(qiáng)酸腐蝕的零部件。為解決油水井中的污垢，通暢原油的采集與運(yùn)輸，可以根據(jù)油水井所在的環(huán)境以及水質(zhì)中各種成分的含量來選取PAPE、HEDP、PAA三種藥劑，根據(jù)相應(yīng)比例調(diào)配制作出相應(yīng)的緩蝕阻垢復(fù)配劑，PAPE、HEDP、PAA等均屬于無毒無害無污染并且能夠充分溶解于水中，能夠較好地緩解油水井中各個(gè)系統(tǒng)的腐蝕情況與結(jié)垢情況的藥劑。除將除垢緩解腐蝕情況的藥劑投放至水中，為減輕油水井的結(jié)垢現(xiàn)象，對其后續(xù)的環(huán)境維持進(jìn)行相應(yīng)治理，可以對油水井水質(zhì)中的氯離子與碳酸氫根離子等致垢離子進(jìn)行含量的檢測，依據(jù)所檢測得出的數(shù)據(jù)在水中投放相應(yīng)的離子調(diào)和劑，為后續(xù)的開采活動(dòng)提供較為均衡無污染的少垢環(huán)境。

3.2 及時(shí)關(guān)注油水井的環(huán)境因素

隨著油水井內(nèi)部增加到中高含水時(shí)期后，向油水井放置的套管便會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的結(jié)垢與腐蝕現(xiàn)象，進(jìn)一步造成機(jī)采井故障增加，為原油開采造成困難，降低石油開采的工作效率。在油水井的使用過程中，為治理運(yùn)輸管道與系統(tǒng)的腐垢現(xiàn)行并防護(hù)減少腐垢出現(xiàn)，需對油水井的內(nèi)部水質(zhì)、氣體等進(jìn)行相關(guān)的關(guān)注，建立完善環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，提升油水井工作效率。

例如，可以在油水井傳統(tǒng)的檢測系統(tǒng)中增加對水質(zhì)、氣體、溫度的檢測，對水質(zhì)的檢測主要側(cè)重氯離子、碳酸氫根離子、細(xì)菌含量、泥沙含量、酸性物質(zhì)與酸性菌群等物質(zhì)的檢測，而對于氣體檢測則更需要側(cè)重檢測繪制油水井中氧氣、二氧化硫、硫化氫等各個(gè)氣體物質(zhì)的比例圖，通過餅狀圖來充分展示井內(nèi)部的氣體環(huán)境；在溫度檢測時(shí)則需要每隔3h便進(jìn)行自動(dòng)溫度檢測并形成相應(yīng)的折線圖。在各個(gè)數(shù)據(jù)采集后匯集成相應(yīng)的油水井內(nèi)部環(huán)境數(shù)據(jù)庫，為腐垢治理與防治提供更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時(shí)在檢測中可以形成專項(xiàng)檢測小組，請掌握油水井內(nèi)部腐蝕、結(jié)垢、開采、運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)知識(shí)的綜合性人才來進(jìn)行油水井的內(nèi)部環(huán)境關(guān)注，從基礎(chǔ)保證開始，助力后續(xù)原油的開采。

3.3 加強(qiáng)對油水井的保護(hù)

為緩解油水井的被腐蝕程度，需要加強(qiáng)對油水井中各個(gè)裝置的保護(hù)，通過更換耐腐蝕的采集運(yùn)輸管道、安裝抗腐蝕防結(jié)垢并且能夠與四周地層向融合的井壁保護(hù)材料、定期涂刷保護(hù)層等方式進(jìn)行保護(hù)。當(dāng)油水井出現(xiàn)腐蝕部分后，可以將被腐蝕部分分層次取出并替換成由耐強(qiáng)酸腐蝕的材料所建造的相應(yīng)裝置，或者清洗掉被腐蝕的部分，對被腐蝕區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)補(bǔ)充并涂刷防止酸性物質(zhì)腐蝕的保護(hù)層。為從根本保護(hù)油水井的正常運(yùn)行，可以在油水井建造額工。同時(shí)在治理油水井的腐蝕與污垢的情況時(shí)，可以通過加強(qiáng)科技投入，研發(fā)多種新型緩解腐垢的方式，同時(shí)研發(fā)新型緩解污垢與腐蝕的微型機(jī)器人來協(xié)助油水井內(nèi)部平衡的維護(hù)。例如，可以加大科研力度與資金投入研發(fā)新型油水井污垢處理微型機(jī)器人，在對井內(nèi)環(huán)境充分檢測后，在把握產(chǎn)生污垢的管道位置后將微型機(jī)器人投入井中，通過對微型除垢機(jī)器人的操作精準(zhǔn)且高效的剔除井內(nèi)產(chǎn)生污垢的部分，減少治理污垢耗費(fèi)的人力與物力，提高開采石油工作效率。

4 結(jié)語

加強(qiáng)對油水井腐垢的治理與預(yù)防，可通過依據(jù)油水井所處環(huán)境的水質(zhì)選擇相對應(yīng)無毒無害的除垢劑、及時(shí)關(guān)注油水井周圍微量元素等環(huán)境的變動(dòng)情況、加強(qiáng)對油水井的保護(hù)措施、加大科研投入力度研發(fā)有經(jīng)污垢檢測與治理維護(hù)的相關(guān)系統(tǒng)等措施，加強(qiáng)油水井內(nèi)部的環(huán)境質(zhì)量，助力原油的開采。