頑固腐蝕油井防治技術研究

申立梅 路慶峰 趙長權 李俊朋 姬院娜

【摘要】針對我廠頑固腐蝕油井頻繁躺井，治理難度大的現狀，進行頑固腐蝕油井防治技術研究，消除控制各類腐蝕因素，有效提升防腐效果，減少頻繁腐蝕躺井。

【關鍵詞】頑固腐蝕；腐蝕監測；硝化防腐；固體緩蝕劑

一、項目概況

2017年初，采油三廠共有油井597口，防腐加藥井數550口井左右，約占開井數的92.1%。油井含水率升高、H2S腐蝕凸顯等因素，導致油井腐蝕狀況日益加劇，腐蝕躺井頻繁，頑固腐蝕油井數居高不下，主觀因素導致腐蝕躺井64井次，占腐蝕躺井井次的80%。急需進行頑固腐蝕油井防治技術研究，有效提升防腐效果，減少頻繁腐蝕躺井，延長頑固腐蝕油井檢泵周期。

二、項目完成內容

（一）腐蝕因素分析

采油三廠因產出水高硫、高礦化度，油井腐蝕程度嚴重。其中中滲油田以硫化氫腐蝕為主，如文明寨油田、衛95塊。低滲油田以高CL-1下的二氧化碳腐蝕為主，如衛城油田的衛22tA、衛81塊等。

（二）腐蝕防治現狀分析

2015-2016年躺井2次以上的頑固腐蝕油井20口，躺井井次55井次，平均免修期僅183，占產269.3噸。對頻繁腐蝕躺井的頑固腐蝕油井除了加藥的常規手段外，沒有針對性的防治措施。躺井現場查找問題環節精細程度欠缺，治理過程粗放，防的環節非常薄弱，需進行頑固腐蝕油井防治技術研究，提升防治效果。

（三）防治技術研究

1.開展動態腐蝕速率監測

在室內腐蝕速率監測實驗基礎上，為提高監測準確性，今年3月份應用井口簡易監測裝置，該裝置構造簡單，焊裝在油井井口管線上，可以內置腐蝕監測掛片，模擬了井下動態油流對管桿的沖刷，監測數據更加接近真實值，為技術人員治理腐蝕油井提供了可靠的數據支持。2017年共計安裝應用42口井。

典型井例：WC2-38

該井為腐蝕嚴重井，于2017.8.1在站后流程及井口分別安裝井口掛片裝置，于2017.11.13取出，測得站后腐蝕速率0.0102mm/a，井口腐蝕速率0.1079mm/a，分析該井氣大，藥液未充分流入井底，因此調整加藥措施，更改藥劑類型KY-2改為KY-10，放大流速，滴管伸人套管，減少藥液揮發。

2.運用硝化防腐技術，進行H2S腐蝕井治理試驗

近兩年在衛58塊、衛95塊及明一東等區塊出現了一部分H2S腐蝕油井，因氫脆導致桿斷及管裂現象發生，同時產生大量硫化物。因此，采用硝化防腐技術，通過應用亞硝酸鹽抑制硫酸鹽還原菌，遏制H2S腐蝕。在消除硫化物的同時，切斷硫酸還原菌的生存環境和條件，通過細菌共生來抑制或降低采出液中硫酸還原菌的數量，迅速生成有益菌群的強勢環境，使硫化物始終保持在極低的標準以下，即使存在一定數量的硫酸鹽還原菌也不會使硫化物升高，它們產生的硫化物在瞬間將被有益菌群代謝掉，使油井井筒內管桿泵及其它工具均處于一種良性循環狀態。

應用的18口油井，投加亞硝酸鹽后均達到一定的防腐效果。對比近3次免修期，從目前來看，2口井WM92、WM222C應用效果稍差，8口井WM499、WMN381、WM1-58、WC 10-24、WC58-31H，WC58-34、MZW94-10、MZW95-12有效，效果待進一步觀察。2口井WC 10-14、WC58-43應用效果非常好。

典型井例：WC10-14

WC10-14油井，日產液35方，含水95%以上，之前未表現出腐蝕特性，2016年2月以前不加緩蝕劑。但是從2016年2月-6月，連續腐蝕躺井4次，平均免修期僅39天。3次調整防腐藥品類型、同時上提泵掛300m減少偏磨的協同作用仍無法控制腐蝕躺井，于2016年7月暫關井。通過取樣化驗，該井產出液中二價硫含量大于30mg/l，說明該井腐蝕因素是硫化氫腐蝕，屬于典型的硫酸鹽還原菌腐蝕特征。

因此，2016年10月上作業進行恢復作業，對井筒內和地層近井地帶通過注入適量的殺菌劑，開抽前向油套環空投加濃度1500ppm的亞硝酸鹽，來抑制硫酸還原菌。投加后檢測產出液中二價硫明顯下降，直至降為零，說明投加的亞硝酸鹽對硫酸還原菌起到了明顯的抑制消除作用，同時產出液中的鐵離子也明顯下降。開抽后每天套管投加亞硝酸鈉，初期1500-3000ppm進行殺菌，之后濃度逐漸降低到目前的500ppm左右。該井2016年10月2日開抽后正常生產463天，是亞硝酸鹽治理H2S腐蝕成功的最典型井例。

3.應用顆粒狀固體緩蝕劑，遏制井筒腐蝕

固體緩蝕劑的釋放可以分為兩個階段，第一階段為表面骨架材料溶蝕與緩蝕劑溶解階段，第二階段是緩蝕劑從內部骨架向外擴散階段。第一階段緩蝕成分的溶出速率初期速率較快（72h內），能較快的達到有效保護金屬的有效濃度；以后基本保持穩定，釋放速率較為緩慢，緩蝕劑已經達到了緩慢釋放的階段。

2017年2月開始，選取8口腐蝕嚴重油井進行顆粒狀固體緩蝕劑的投加試驗，平均可檢殘余濃度周期90天左右，應用效果較好。針對卡封井或腐蝕嚴重油井作業完井前，向套管投加一定比例的固體緩蝕劑，可以有效減緩尾管腐蝕。對于一部分腐蝕嚴重且管理困難的油井，投加固體緩蝕劑可以減少人為干擾造成的加藥不到位引起的腐蝕問題。

三、現場應用效果分析

通過對頑固腐蝕油井防治技術的綜合應用，頑固腐蝕油井20口的腐蝕躺井頻次由近兩年年均27.5井次下降到2017年的9井次，平均免修期由183天延長至361天，大大降低了腐蝕因素躺井，治理效果突出。

投入：安裝井口掛片裝置、實驗費用、亞硝酸鹽費用及防腐配套等共計投入約69.3萬元；

產出：減少腐蝕因素躺井作業費用、作業占產等合計產出377萬元。

投入產出比為1：5.44。

四、結論與認識

（一）治理腐蝕嚴重油井，對好癥是根本，加好藥是關鍵。

（二）應隨產出液性狀變化及時分析、評價、調整加藥方案，應用新型防腐技術，保證防腐效果的持續有效。

（三）硝化技術能夠有效地控制油井由于SRB引起的腐蝕，對不同的油井進行室內配伍實驗，才能取得好的現場應用效果。

參考文獻：

[1]尹依娜，等.塔河油田機采井腐蝕與防治。石油化工腐蝕與防治，2009（S1）.

[2]湯天遴，鄭立群.腐蝕監測技術在中原油田的應用[A].第二屆石油石化工業用材研討會論文集[C]，2001.