淺談王南區油水井井筒腐蝕結垢的治理對策

摘 要：我國王南區油水井井筒腐蝕結垢問題十分的嚴重，給王南區油水井的開采和出油量帶來了嚴重的影響。文章主要通過對油水井井筒腐蝕結垢的原因、結垢類型以及腐蝕的特點進行了分析，制定了防護方案，以此對生產中出現的井筒腐蝕和結構進行控制，保證油水井的正常生產。

關鍵詞：王南區；油水井；井筒；腐蝕結垢

1 王南區油水井井筒腐蝕結垢的現狀

長慶油田王南區屬于低滲透、特低滲透油田，其特點是各層啟動壓力梯度差別大，剖面非勻質性嚴重，多段動用的注水井剖面矛盾較大，部分油層段得不到能量補充，注水效果較差。經過多方的研究實驗證明對油藏多層開采區域采用分層注水的措施，有利于油藏的開發。但是對于低滲透、特地滲透油田的注水開發使油井下部油管桿、尾管出現腐蝕、套破井尾管腐蝕穿孔比較嚴重。王南區油井腐蝕結垢主要表現為：（1）油井管桿結垢為自然垢，垢型為Caco3。（2）套管破損造成不同層位的水型不相配而使管桿結垢；通常套破層位為洛河層，垢型為Caso4。（3）王南區油井腐蝕主要集中在王54-017井組（7口油井，3口水井），王53-018井組（2口油井），王47-0018井組（7口油井），3個井組的開采層位均為東南長612層，腐蝕特點均為點狀腐蝕。近幾年因為腐蝕造成的作業頻次達到了80次以上，占到了全部作業的38%。其中由于腐蝕造成有桿斷及接箍斷作業達到45次，占到故障作業的50%；由于腐蝕造成油管、尾管穿孔現象嚴重。并且隨著含水量的上升，油井井下工具的腐蝕日益嚴重，出現油管刺漏、斷脫，穿孔以及抽油桿圓形。

2 油水井井管腐蝕結構的原因分析

對我國王南區油井井管結垢的原因進行分析，就要對油水井采出液以及水質情況進行一個比較全面的認識，選定腐蝕結垢比較嚴重的幾口油井進行水質普查、分析水的成分，并在此基礎上進行腐蝕因素的實驗研究和水質結垢實驗研究，確定腐蝕的主要因素，分析腐蝕的主要原因，以確定結垢因素和清除結垢的方法。

2.1 腐蝕的因素分析

在絕大多數的油井井筒中，除了烴以外，還有含有不同成分的水體，與此同時，由于地質構造環境物理化學條件的不同，還含有不同種類，不同數量的溶解氣體，例如，二氧化碳、硫化氫、氧氣等組成了復雜的腐蝕體系。

2.2 二氧化碳的腐蝕

王南區油藏地層產出水中含有一定量的二氧化碳，使得水呈現弱酸性，導致金屬發生腐蝕。主要表現為二氧化碳溶解在水中生成了碳酸以后引起了電化學腐蝕，二氧化碳對于碳鋼的腐蝕為管內腐蝕，主要表現為均勻腐蝕，沖刷腐蝕和坑腐蝕。

2.3 硫化氫腐蝕

王南區油田混合水中含有不同程度的硫化氫和溶解氧，和二氧化碳一樣，硫化氫溶解在水中，不僅僅產生了全面腐蝕而且產生了局部腐蝕，腐蝕產物硫化物、硫化鐵，因為結垢疏松而產生垢下腐蝕。

2.4 偏磨腐蝕

偏磨和腐蝕并不是簡單的相加，而是相互作用，相互促進，而這結合具有更大的破壞性，由于受到了偏磨的采油設備表面而被活化，成為了電化學腐蝕的陽極，從而形成了大陰極小陽極的電化學腐蝕，而產出液是強電解質，具有強腐蝕性，對電化學腐蝕起到催化作用，更加劇了腐蝕，陽極被犧牲，即偏磨處優先被腐蝕。由于腐蝕使桿、管偏磨表面更粗糙，從而磨損更嚴重。

2.5 細菌腐蝕

通過對王南區油田選定的幾口腐蝕油井細菌含量的分析可以得出，在采出液中，含有大量的TGB、SRB等菌種。這些菌種潛伏在地層水和巖石中，當開采生成的新環境有利于細菌的生長時，這些菌種就會大量的繁殖。

2.6 結垢腐蝕

王南區油田水中存在著大量的陰陽離子，鋼材表面一旦形成結垢以后，就會產生垢下腐蝕。水質的物理化學條件變化會引起易溶垢的反復溶解、析出，尤其是垢下金屬不斷被溶解、侵蝕、結垢、溶解的反復作用過程導致構件腐蝕。

2.7 地質條件的因素

造成油井腐蝕的地質因素很多，包括了地層的分均質性、油層傾角、巖石性質和組分、地層中斷層的活動、地震活動、地殼運動尤其是水巖地質化學作用等，這些地質因素成為了導致油水井技術狀況變差的客觀的、內在的條件。

3 王南區油水井井筒腐蝕結垢的治理對策

3.1 除垢技術

3.1.1 化學防護法

經過相關的室內試驗可以得出，阻垢劑HQ-1、TZH-01對試驗井有較好的阻垢作用，投加量為15mg/L。隨檢泵在尾管處加入固體防垢筒BER-110，可以有效緩解油井的自然結垢，延長油井檢泵周期。

3.1.2 磁處理技術防護法

磁處理技術是一項高效節能的新技術，通過磁場對溶液中的離子產生作用，使得水中的鈣、鎂鹽類結垢物的針狀結晶改變成顆粒狀晶體，使它們不能交織在一起成為堅硬的水垢附著在器壁或者是管壁上，而成為微小的顆粒沉淀于底部，隨排污排出，從而達到防垢的作用；通過磁處理的水，對原有的老水垢還可以起到逐漸剝蝕、軟化、松動、龜裂、脫裂的作用。

3.2 防腐蝕實驗

3.2.1 化學防護方法

王南區油水井腐蝕防護除了采用工程防腐技術以外，還可以采用投加化學劑，這是簡單、方便、有效的方法之一。該方法能夠起到長期防護的作用。我區投加的金屬緩蝕劑為AD43-1，投加量為1.1L/d。現場實踐表明投加緩釋劑具有一定的緩蝕效果，此外經相關實驗確定，緩蝕劑HI-04在投藥量為60mg/L時，腐蝕速度可以控制在0.058mum/a左右。

3.2.2 內防腐涂料技術

環氧粉末涂料的構成主要有環氧樹脂、固化劑、顏料以及各種添加劑，環氧粉末涂料的主要優點有很強的防腐性能，一次性的涂厚以后，不易揮發，涂層平整，牢固等。在經過科研人員的不懈努力以后，制成的重防腐環氧粉末涂料，具有極強的吸附能力，柔韌性好，硬度高，防腐的性能優良等，因此成為了我國油田主水管道最主要的防腐涂料。液體的環氧樹脂和甲苯二異氰酸酯發生化學反應，生成了羥基的共聚物，這就是這種新型的環氧改性聚氨酯重防腐涂料的漆基，在與研制的固化劑相互匹配，使這種新型防腐涂料具有耐酸堿性、耐油性、耐化學介質、附著力強、涂膜強度和耐磨的性能，這種新型的環氧改性聚氨酯重防腐涂料在油田污水、鹵水管道以及設備內壁中的應用取得了良好的效果。

4 結束語

隨著我國油田相繼進入高含水階段，油水井井筒腐蝕結垢成為了各油井的普遍現象。造成油井井筒腐蝕結垢的因素是多方面的，不同環境，不同地質特征，腐蝕結垢的形式也有所不同。在對油井井筒腐蝕結垢類型和腐蝕機理進行了解的基礎上，根據不同油井的實際腐蝕環境、介質，因地制宜，有的放矢地采用經濟合理的防腐措施是減緩和控制腐蝕結垢的有效途徑。

參考文獻

[1]張吉明.油井井筒腐蝕結構及防垢除垢工藝研究[J].天津工業大學，2007.

[2]陳力.注采井筒防腐除垢技術研究[J].中國石油大學，2011.