點滴連續(xù)加藥技術(shù)對油井的防腐蝕效應

馬進文，金文剛，龐廣明，趙相才，井 峰

(中國石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南濮陽457172)

點滴連續(xù)加藥技術(shù)對油井的防腐蝕效應

馬進文，金文剛，龐廣明，趙相才，井 峰

(中國石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南濮陽457172)

中國石油化工股份有限公司中原油田分公司文東油田油藏比較復雜，油井使用普通緩蝕劑防腐效果不佳，相同配方藥劑在不同斷塊應用效果差異比較大。為解決這些問題，進行了大量實驗和研究，優(yōu)選出了適合文東油田不同區(qū)塊特性的系列緩蝕劑，而且緩蝕劑的配伍性、穩(wěn)定性等指標均符合要求。對加藥方式、加藥濃度與腐蝕速率的關(guān)系也分別進行了實驗，總結(jié)出了適合文東油田的最佳加藥方式和加藥濃度。結(jié)合室內(nèi)試驗和現(xiàn)場應用研究，在文東油田應用了點滴連續(xù)加藥技術(shù)。點滴連續(xù)加藥所用裝置由立式可調(diào)柱塞泵、電動機、儲藥箱、計量加藥系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及電路控制系統(tǒng)7部分組成，其中電加熱控溫系統(tǒng)，能保證藥液在冬天不被結(jié)凍。點滴連續(xù)加藥技術(shù)相對傳統(tǒng)人工定期加藥，不僅能降低勞動強度、延長檢泵周期，還能節(jié)省藥劑、提高緩蝕率。

防腐藥劑 腐蝕速率 加藥方式 加藥濃度 點滴連續(xù) 加藥裝置

中國石油化工股份有限公司中原油田分公司文東油田的油藏具有高溫、高礦化度、高含水、低pH值特性，部分井產(chǎn)出液中含有硫酸鹽還原菌(SRB)等腐蝕介質(zhì)，從而造成文東油田油井腐蝕的因素比較復雜，為科學有效使用緩蝕劑，對文東油田所用緩蝕劑適應性進行了詳細研究，總結(jié)出了點滴連續(xù)加藥技術(shù)，取得了良好防腐效果。

1 文東油田不同斷塊防腐藥劑應用研究

為解決文東油田油井使用普通緩蝕劑效果不佳，相同配方藥劑在不同斷塊應用效果差異大的技術(shù)難題，需要搞清楚不同斷塊腐蝕速率與加藥濃度、加藥量以及加藥方式之間的關(guān)系。為此開展了如下試驗與研究。

1.1 普通緩蝕劑應用研究

表1 文東油田各區(qū)塊產(chǎn)出液加入普通防腐藥劑后緩蝕率Table 1 Wendong oilfield block produced fluid to join the common preservative inhibition rate

由表1實驗數(shù)據(jù)得知:

(1)各區(qū)塊應用普通緩蝕劑靜態(tài)緩蝕率，均低于中原油田要求大于70%的企業(yè)標準。

(2)普通緩蝕劑在各區(qū)塊緩蝕率差異較大，因此需要針對不同區(qū)塊優(yōu)選不同緩蝕劑。

1.2 區(qū)塊專用緩蝕劑應用研究

針對各區(qū)塊腐蝕介質(zhì)特性，經(jīng)過研究，優(yōu)選出了不同緩蝕劑配方，應用情況見表2。

表2 文東油田各區(qū)塊產(chǎn)出液加入專用防腐藥劑后緩蝕率Table 2 Wendong oilfield block produced fluid inhibition rate to join the special anti-corrosion agents

由表2試驗數(shù)據(jù)得知:針對不同區(qū)塊優(yōu)選的專用緩蝕劑靜態(tài)緩蝕率，均達到了70%的中原油田企業(yè)標準。

1.3 配伍性研究

1.3.1 相溶性實驗

把經(jīng)過優(yōu)選配置的各區(qū)塊專用緩蝕劑與相應區(qū)塊所用破乳劑分別按照100 mg/L的濃度在常溫常壓下混合搖勻，放置24 h，觀察是否有混濁和沉淀。

由表3試驗數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)24 h后，混合液仍均勻透明，不分層、無混濁和沉淀，說明相溶性好。

表3 專用緩蝕劑與破乳劑相溶性實驗Table 3 Specific inhibitor and demulsifier compatibility experiments

表4 專用緩蝕劑與破乳劑配伍效果實驗Table 4 Specific inhibitor，demulsifier compatibility effect experiments

1.3.2 配伍效果實驗

由表4試驗數(shù)據(jù)可知:

(1)區(qū)塊專用緩蝕劑與破乳劑混合后的緩蝕率與單獨使用時的緩蝕率相接近，并且都能達到中原油田企業(yè)標準(大于70%)。

(2)各區(qū)塊破乳劑與緩蝕劑混合后的破乳率與單獨使用時的破乳率相接近，并且都能達到中原油田企業(yè)標準(大于90%)。

(3)緩蝕率和破乳率兩項指標都能達到企業(yè)標準，因此二者完全可以混合使用。

表5 90℃恒溫7 d緩蝕率實驗Table 5 90℃ Constant temperature 7 d inhibition efficiency experiment

1.4 模擬油層溫度防腐藥劑穩(wěn)定性實驗

由表5實驗數(shù)據(jù)得知:區(qū)塊專用緩蝕劑模擬油層溫度，90℃恒溫7 d后緩蝕率指標，與常溫條件下緩蝕率指標相比，未有大的變化，且緩蝕率均大于70%的企業(yè)標準，表明專用緩蝕劑高溫穩(wěn)定性好，能夠在文東油田油井中應用。

1.5 不同加藥周期條件下緩蝕率與藥效實驗

防腐藥劑不同加藥周期實驗見表6。

加緩蝕劑的周期不同，其緩蝕率和藥效有很大差別。

表6 防腐藥劑不同加藥周期實驗Table 6 Preservative dosing cycle experiment

(1)7到15 d的加藥周期緩蝕率與藥效很低，不適合文東油田。

(2)按3 d以內(nèi)周期加藥或連續(xù)加藥，緩蝕率比較高，可滿足文東油田防腐要求。

表7 加藥周期與腐蝕速率實驗Table 7 Dosing cycle，the corrosion rate experiments

圖1 加藥周期與腐蝕速率關(guān)系曲線Fig．1 Dosing cycle and the corrosion rate curve

1.6 加藥周期與腐蝕速率關(guān)系研究

從表7和圖1可以看出:

(1)當加藥周期超過16 d后，腐蝕速率比較高，并且不再發(fā)生大的變化;

(2)當加藥周期在5 d到15 d范圍內(nèi)，腐蝕比較快，因此加藥不宜選擇這段時間;

(3)當加藥周期在4 d以內(nèi)時，腐蝕比較小。考慮到各加藥單位人員、車輛狀況，把油井加藥周期定在4 d比較合理。

(4)從圖1還可以看出，防腐效果最好的方式是連續(xù)加藥。

1.7 最佳加藥濃度研究

不同緩蝕劑濃度其緩蝕腐蝕速率有很大關(guān)系，見圖2。

圖2 加藥濃度與腐蝕速率關(guān)系曲線ig．2 Injdion concentration and corrosion rate curve

從圖2可以看出:當加藥濃度達到130 mg/L時，腐蝕速率接近最低;當加藥濃度在130～160 mg/L時，腐蝕速率下降較為緩慢，因此把加藥濃度定為130 mg/L。

2 點滴連續(xù)加藥技術(shù)應用與研究

通過前述實驗研究可知，應用防腐藥劑最好的加藥方式是連續(xù)加藥。為最大限度提高緩蝕率和藥劑利用率，在文東油田應用了點滴連續(xù)加藥裝置，取得了良好效果。

2.1 點滴連續(xù)加藥裝置的結(jié)構(gòu)

點滴連續(xù)加藥裝置由立式可調(diào)柱塞泵、電動機、儲藥箱、計量加藥系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及電路控制系統(tǒng)等7部分組成。設(shè)置電加熱控溫系統(tǒng)，能保證藥液在冬天不被結(jié)凍。所有控制部分安裝位置遠離井口，只有一根加藥高壓管通往井口。該裝置安全可靠，維修、使用方便。

2.2 點滴連續(xù)加藥裝置的特點

點滴連續(xù)加藥裝置改變了傳統(tǒng)間斷集中加藥模式，減少了藥劑浪費，提高了藥劑利用率，同時又能使緩蝕率保持在最佳水平。該工藝克服了用專用加藥車傳統(tǒng)人工加藥藥液利用率不高、藥性作用不充分、勞動強度大、受天氣和井場道路制約等諸多不足。

2.3 點滴連續(xù)加藥裝置的應用

(1)2010年在文東油田選擇了6口腐蝕較為嚴重的井應用點滴連續(xù)加藥裝置。應用后，待油井再次作業(yè)時測定其腐蝕速率，見表8。

(2)應用點滴連續(xù)加藥裝置后，6口井腐蝕速率均達到比較低的數(shù)值，低于油田規(guī)定標準。

(3)平均單月加入緩蝕劑數(shù)量，應用點滴連續(xù)加藥裝置比人工定期加入方式節(jié)約緩蝕劑50%。

(4)在6口井應用點滴連續(xù)加藥裝置成功的基礎(chǔ)上，后來又先后推廣應用了39口井，共計應用45口井。這45口井到2011年12月，平均檢泵周期比使用該裝置之前延長134 d，合計減少作業(yè)占產(chǎn)時間323 d，多生產(chǎn)原油981 t。

表8 6口油井應用點滴連續(xù)加藥裝置情況Table 8 Selected six wells application of drip to continuous dosing device

3 結(jié)論與認識

(1)文東油田由于地層結(jié)構(gòu)復雜，腐蝕嚴重，而不同區(qū)塊腐蝕介質(zhì)差異較大，因此需要配制不同的緩蝕劑。

(2)當適合不同區(qū)塊的緩蝕劑配方確定以后，如何確定加藥濃度、加藥方式、加藥量，則是提高防腐效果的關(guān)鍵。

(3)點滴連續(xù)加藥技術(shù)相對傳統(tǒng)人工定期加藥，不僅能降低勞動強度，節(jié)省藥品，而且更符合防腐規(guī)律，效果更好。

(編輯 王菁輝)

Abstract:The oil deposit of Wendong Oil Field of SINOPEC Zhongyuan Oil Field Company is very complicated．The application of common corrosion inhibitors could not provide a good corrosion protection．Whereas，the same corrosion inhibitor formulations had different corrosion prevention results in different sections of oil well．To solve these problems，a large number of tests and research activities were performed．Corrosion inhibitors good for the specific characteristics of different blocks of Wendong Oil Field were optimally selected，and the compatibility，stability，etc of the inhibitor met the requirements．The relation between inhibitor injection and dosages with corrosion rate was studied by the tests，and the optimal inhibitor injection and dosages for Wendong Oil Field were worked out．A continuous dripping chemical injection system was developed，which included vertical adjustable plunger pump，electric motor，chemical box，chemical dosage system，level control system，heating system and electric control system．The electric heating system could ensure that the chemicals would not be frozen in winter．As compared with manual chemical injection，the continuous dripping chemical injection has reduced the work load，extended the operating cycle of pumps，saved chemicals and improved corrosion protection．

Keywords:corrosion inhibitor，corrosion rate，chemical injection，chemical concentration，continuous dripping，chemical injection unit

Effects of Continuous Dripping Chemical Addition on Corrosion Protection of Oil Wells

Ma Jinwen，Jin Wengang，Pang Guangming，Zhao Xiangcai，Jing Feng
(SINOPEC Zhongyuan Oil Field Company，Puyang，Henan 457172)

TE982

A

1007－015X(2012)05－0031－04

2012－06－16;修改稿收到日期:2012－07－15。

馬進文(1963-)，主任工程師，1983年畢業(yè)于安陽師范學院化學專業(yè)，1995年到1996年在北京化工大學進修，1997年至今一直從事油田化學與采油工藝工作。E-mail: mjw2mjw@sina.com