采油廠注水井防腐防垢技術研究

魏寧（西安石油大學，陜西省 710065）

采油廠注水井防腐防垢技術研究

魏寧（西安石油大學，陜西省 710065）

延長油田蟠龍采油廠的注水井基本上都是通過油井轉注而實現的注水開發。注水區塊為下坪區、貫屯區、王莊區、沙則溝區，注水層位為長2、長4+5、長6，水驅控制面積32.52km2，水驅控制儲量1425.06×104t，注水區控制面積占開發動用面積的51.6%，水驅控制儲量占動用儲量61.66%。蟠龍采油廠注水井腐蝕結垢嚴重，管道、井筒頻繁出現腐蝕穿孔，井筒多處漏失，管柱結垢導致注水流量不足，嚴重時注水壓力上升，甚至造成水井封堵現象，注不進水。

采油廠；注水井；防腐防垢；技術研究

1 腐蝕結垢影響因素分析【1】

1.1 腐蝕速率測試

為了考察分析蟠龍采油廠注水井腐蝕結垢情況，進行了室內試驗。采取室內掛片的方式，選用碳鋼J55鋼片，掛片尺寸50×10×3×Φ6mm，表面積1360mm2，并根據蟠龍采油廠注水層溫度范圍33-38℃，選取40℃作為評價溫度。

測試結果顯示：蟠龍采油廠注入水腐蝕性強，對碳鋼的腐蝕速率大于0.254mm/a，屬于極嚴重腐蝕（根據NACE標準RP-0775-91對腐蝕程度的規定）；并且注入水存在嚴重結垢問題。

1.2 水質分析

為分析導致蟠龍采油廠注入水腐蝕性強和結垢的因素，對注水井注入水水質進行測試分析，結果見表1。

測試數據顯示：水的PH值介于6.8左右，略微偏酸性，水質指標的含鐵、含硫、礦化度、懸浮固體含量及細菌全部超過注水水質標準要求。其中礦化度高、含硫及細菌數量高等是導致蟠龍采油廠注水井管道腐蝕的根本原因。

1.3 水的化學成分分析

根據SY/T5523-2000《油氣田水分析方法》對注入水的化學成分進行了測試分析，測試數據見表2。

測試數據顯示：蟠龍采油廠水質為氯化鈣型，總礦化度高。水中存在鈣、鎂等成垢陽離子及碳酸氫根、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3407mg/L，說明蟠龍采油廠注入水中具有生成無機鹽結垢的條件。

2 控制方法研究

根據蟠龍采油廠的垢樣的化驗結果及考慮其他情況，可以將這個采油廠注水腐蝕結垢的因素總結為以下幾點：礦化度高、含硫、細菌及成垢離子。在之前試驗的接觸上結合影響采油廠注水腐蝕結垢的因素可以設定以下的方案，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垢性質，從而達到綜合防腐防垢的目的。

2.1 緩蝕阻垢劑的篩選

根據前人的研究結垢，選取PAPE、HEDP、PAA三種藥劑為緩蝕阻垢復配劑，因為這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。根據相關的實驗發現以下幾個現象，復配緩蝕劑中PAPE與HEDP的質量比為1：2，濃度分別為30mg/L和60mg/L時，油田注入水的腐蝕率可以達到標準。根據以往學者的研究可以發現，當PAPE、HEDP、PAA質量比為3：2：5，復配阻垢劑濃度為28mg/L時，阻垢率可以達到最優。

2.2 除硫劑的篩選

根據油田除硫實驗的實際情況，同時為了達到油田回注水中硫化物含量達到行業標準，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。

加入除硫劑后會增加油田回注水系統的腐蝕，FeCl3/PAC和H2O2/PAC均對系統有一定的腐蝕性，分別使系統腐蝕率增加6.10%和17.89%。

表1 水質測試結果

表2 離子含量測試結果/（mg/L）