氣田采出水分析及防腐措施

景 元，高好潔，季 偉，王忠興，夏 星

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710065）

氣田采出水分析及防腐措施

景 元，高好潔，季 偉，王忠興，夏 星

（中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西西安 710065）

隨著氣田開發的持續進行，氣田采出水總量不斷上升，回注水也隨之增加，回注系統需要長期連續運行，但由于采出水成分復雜對回注系統造成腐蝕堵塞等影響。本文通過對子米氣田采出水水質進行分析，篩選出適用于工藝系統的緩蝕劑，達到防止回注系統腐蝕的目的。

氣田污水；腐蝕；緩蝕劑

子洲氣田生產過程中產生的氣田采出水，采取除油除機雜處理后回注地層。隨著子米氣田的不斷開發，采出水總量不斷上升，回注污水也隨之增加，回注系統需要長期連續運行，由于采出水成分復雜多變，容易對回注管線、回注井等設備設施造成堵塞、腐蝕等不利影響，可能造成管線破裂、環境污染、回注壓力上升等，存在較大的安全隱患[1-4]。

1 回注系統腐蝕分析

米脂天然氣處理廠集中處理子洲氣田開采過程中產生的氣田污水，處理合格后的氣田污水回注地層。

為了進一步掌握氣田污水的腐蝕現狀，對米脂天然氣處理廠污水處理系統各處理節點的污水水樣進行室內腐蝕掛片實驗，鋼片型號分別為J55、N80、20#。對三種鋼片腐蝕產物進行表征運用掃描電鏡，對影響腐蝕的各因素進行分析。

對污水處理系統各節點污水水樣分別在常溫和50℃下進行腐蝕掛片實驗，腐蝕結果（見表1，表2，圖1）。

表1 N80鋼片常溫腐蝕掛片結果（7天）

表2 N80鋼片50℃腐蝕掛片結果（7天）

圖1 N80鋼在常溫和50℃下的腐蝕速率

在50℃條件采用N80鋼片對卸車池原水和回注水進行兩次掛片實驗，實驗對比結果（見表3）。

可以看出，相同處理節點取回的水樣腐蝕速率相差不大，說明子米氣田采出水水質變化并不大，氣田污水處理系統的處理效果也比較穩定。

表3 兩種水樣N80鋼片50℃腐蝕掛片結果（7天）

采用20#鋼片作為材料在各個節點水樣中進行掛片實驗，結果（見表4，表5，圖2）。

表4 20#鋼片常溫腐蝕掛片結果（7天）

表5 20#鋼片50℃腐蝕掛片結果（7天）

采用J55鋼片作為材料在各個節點水樣中進行掛片實驗，結果（見表6，表7，圖3）。

表6 J55鋼片常溫腐蝕掛片結果（7天）

表7 J55鋼片50℃腐蝕掛片結果（7天）

將50℃環境下上述不同水樣中三種鋼片的腐蝕速率統計分析（見圖4）。

圖2 20#鋼在常溫和50℃下的腐蝕速率柱狀圖

圖3 J55鋼在常溫和50℃下的腐蝕速率柱狀圖

圖4 同一水樣在三種不同鋼片中的腐蝕速率圖

通過上述圖表中的腐蝕數據分析，可以得到如下結論:

（1）常溫下的腐蝕速率比50℃下的腐蝕速率小很多，腐蝕速率小于行業標準0.076 mm/a，污水原水水質腐蝕比較嚴重，大于0.076 mm/a。

（2）經過水質分析發現，處理后的污水鐵離子含量減小，HCO3-和CO2含量增多，形成具有保護性的FeCO3薄膜，對基體的保護作用，減小鋼鐵表面的腐蝕，腐蝕速率有大幅減小。

（3）污水處理系統隨著工藝流程的進行，在50℃下，各個節點的腐蝕速率呈逐漸減小的趨勢，加入緩蝕劑后，腐蝕速率明顯下降。

2 緩蝕劑的優選

根據分析結果可以看出，卸車池原水水樣的腐蝕狀況比較嚴重，因此將原水水樣作為腐蝕介質進行緩蝕劑評價；針對鋼片中腐蝕速率稍高的N80在50℃下分別進行掛片實驗，實驗結果如下:

2.1 THB-1緩蝕劑緩蝕效果評價

THB-1緩蝕劑在50℃下，N80鋼在卸車池原水水質中的腐蝕情況（見表8），由表8結果可知，緩蝕劑加量為100 mg/L時，緩蝕劑緩蝕效率都在52%左右，三種水質條件下的腐蝕速率均小于0.076 mm/a。

表8 緩蝕劑THB-1評價結果

表9 緩蝕劑MRJ-1緩蝕結果

表10 緩蝕劑MZJ-1緩蝕結果

2.2 MZJ-1和MRJ-1緩蝕劑緩蝕效果評價

針對緩蝕率不高，有些水樣腐蝕比較嚴重的情況，實驗中進一步對緩蝕劑進行研究，合成新型緩蝕劑MZJ-1、MRJ-1，在50℃下對緩蝕劑進行評價，實驗結果（見表9，表10）。

從表9，表10中可以看出，加入100 mg/L的MRJ-1、MZJ-1緩蝕劑，50℃下在水介質中的腐蝕速率均符合石油行業標準0.076 mm/a，MRJ-1緩蝕劑的緩蝕率在72%～73%，MZJ-1緩蝕劑緩蝕率達88%以上。

針對MZJ-1緩蝕劑的緩蝕效率相對比較高，因此以MZJ-1作為緩蝕劑測試對20#鋼和J55鋼的緩蝕效果，結果（見表11和表12）。

表11 20#鋼片的腐蝕結果

表12 J55鋼片的腐蝕結果

從以上腐蝕實驗結果可以看出，對于20#和J55鋼片，緩蝕劑MZJ-1緩蝕率約為90%，試片腐蝕速率均小于石油行業標準0.076 mm/a。

3 認識結論

通過對氣田污水處理系統的水質化驗、現場實驗選取最優緩蝕劑等一系列實驗研究，可以得出以下結論:

（1）通過靜態掛片實驗，分別對常溫和50℃下的現場水樣進行腐蝕評價，結果發現50℃下的試樣腐蝕速率較常溫明顯提升，超過石油行業標準0.076 mm/a。

（2）過現場實驗優選MZJ-1緩蝕劑為符合生產工藝的最優緩蝕劑，對于設備管線的抑制腐蝕效果最佳，在腐蝕比較嚴重的卸車池水樣中，加量為100 mg/L時，50℃三種鋼片緩蝕效率達到88%以上，腐蝕速率在0.006 1 mg/L~0.014 6 mg/L，均小于石油行業標準0.076 mm/a，可達到子米氣田氣田污水處理系統生產要求。

［1］趙淑楠.油田產出水腐蝕機理的研究現狀與進展［J］.現代營銷，2012，（4）:356.

［2］郭學輝，周生杰，等.油氣田中幾種常見的腐蝕機理［J］.遼寧化工，2014，（1）:32-36.

［3］靳紅利，馬建鑫.陰極保護和緩蝕劑在油氣管道防腐中的應用［J］.化工管理，2015，（3）:23.

［4］張亞魯.油氣集輸管線內防腐技術［J］.石油知識，2014，（3）: 34-35.

Analysis of gasfield produced water and corrosion protection measures

JING Yuan，GAO Haojie，JI Wei，WANG Zhongxing，XIA Xing
（Gas Production Plant 2 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710065，China）

With continuous development of gasfields,the total field produced water rising, back to the water injection also will increase.Reinjection system needs to run continuously for a long time,due to the complex composition of produced water reinjection system corrosion and impact.In this article,through pairs of rice field produced water quality were analyzed,and the screen is suitable for the process system of corrosion inhibitor,reach the purpose of preventing corrosion reinjection system.

gasfield wastewater；corrosion；corrosion inhibitor

TE980.5

A

1673-5285（2017）04-0145-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.04.036

2017－04-01

景元，男（1986－），油氣田開發工程師，2008年6月畢業于西安科技大學自動化專業，工程碩士學位，就職于長慶油田第二采氣廠作業五區。