油井腐蝕結垢原因分析與防治措施

劉昱瑭 張廷 曹純潔 張維靜

摘? 要：油井是開采原油所必要的一種地下深井作業，其所面對的地址環境是非常復雜的。近幾年隨著人們對石油需求量的不斷增長，油井開采工程的數量也不斷增加，開采年限逐漸增長，在油井開采過程中最常見的問題就是油井受到腐蝕或結垢，不僅對油井的產量和質量造成不利影響，而且還會嚴重損害油井開采的經濟效益。基于此，本文對油井腐蝕結垢原因進行分析，并提出一些防治措施，以期能夠改進油井開采的過程，為油井開采產量和質量提供保障。

關鍵詞：油井;腐蝕;結垢;原因分析;防治措施

引言

油井開采具有一定的危險性，當油井產生腐蝕或結垢問題之后，輸油管、套管等開采工具的質量就會受到損害，繼而還會發生油氣泄漏、井噴以及管柱掉落等狀況，其后果更加嚴重，除了會對周圍環境造成油氣污染之外，還會威脅作業人員的生命安全，導致整個開采工作無法順利進行。因此在開采作業中采取措施防治腐蝕結垢是十分必要的，只有充分掌握了腐蝕結垢情況發生的根本原因，才能夠“對癥下藥”的解決油井開采的不良問題，保證油井開采工作的順利進行。

一、油井腐蝕結垢的原因分析

（一）油井腐蝕的原因

油井腐蝕問題產生主要受到以下幾個因素的影響：第一，腐蝕性氣體的影響。由于油井開采作業主要是在地下進行，而地下中的地質結構和氣體氛圍是非常復雜的，在油田水中受到化學反應的作用常會產生一些酸性氣體，如硫化氫、二氧化碳等，這些酸性氣體具有一定的腐蝕性，因此會對油井產生腐蝕影響。部分油田中含有硫的化學元素，當其與水發生溶解反應時就會形成氫離子，進而就會產生去極化反應，對金屬材料的開采工具造成損害，導致出現破裂、斷裂等狀況。二氧化碳腐蝕作用的原理與硫化氫相似，隨著溶解度的變化也會產生去極化反應。第二，溶解鹽的影響。在油田水中含有許多鹽類，如氯化物、硫酸鹽等，這些鹽類物質具有比較強的礦化度、可溶解性以及導電性，無論是哪種濃度的水其內部含有的正負電離子都會互相發生作用，進而就導致金屬表面難以形成致密物，碳鋼管道的氧化膜也會受損，腐蝕作用被進一步加強。第三，pH值的影響。地下油井受到地質條件的作用其環境的pH值是不斷變化的，當pH值在4.3～10之間時，油井中的碳鋼就會受到腐蝕，且腐蝕速度會不斷加快。

（二）油井結垢的原因

油井結垢問題的產生主要受到以下幾個因素的影響：第一，外來液的影響。在油井開采過程中常常會用到多種其他的液體對油井進行維護等工作，如洗井液、采出液，當這些液體無法與原油產生反應發揮作用時，就會導致井底、管道等位置產生結垢。第二，結垢鹽離子的影響。在油田水中常會含有一些容易引起結垢的鹽離子，并且鹽離子含量的濃度也比較高，由于油井開采方式的改變，油井中的溫度、氣壓、水分結構也會隨之產生變化，鹽離子的化學平衡極易被打破，進而就會導致結垢鹽離子逐漸增多，進而就會在油井中產生結垢。第三，氣驅的影響。在油井開采過程中需要對其進行蒸汽驅油，當二氧化碳遇到水時就會轉化為具有酸性的水體，對地質層中的碳酸鈣產生溶解作用，而當地下油井的壓力減小時對碳酸鈣的溶解作用就會降低，進而碳酸鈣就會產生沉積堆積，在油井中形成結垢。

二、油井腐蝕結垢問題的防治措施

（一）油井防腐蝕的措施

1.采用耐腐蝕的開采工具

針對油井中可能會發生的腐蝕問題，應從根本上采取措施進行防治，即在選用油井開采工具時選擇具有耐腐蝕、抗腐蝕性能材料為主的工具，切實發揮對油井的防護作用。對耐腐蝕工具的選擇需要認真查看其資質、型號，充分考慮開采工具的性價比，如可以采用陶瓷、纖維碳、不銹鋼等具有防腐性的材料。其次需要注意的是在對耐腐蝕工具進行安裝時應嚴格按照標準規范進行，確保工具連接的密封性，降低泄漏引發腐蝕問題的概率。

2.對油管表面涂刷防腐涂料

為了避免油井腐蝕問題的發生相關工作人員可以將防腐涂料刷抹在油井管道的表面，如可以涂抹一些有機涂料或化學涂料，使管道表面形成一層具有絕緣性的保護膜，防止酸性氣體或溶解鹽類的腐蝕，從而起到防腐蝕的保護作用。此外當遇到非常嚴重的腐蝕問題時，管理人員應及時對開采設施進行更換或補修，增加管道的厚度，控制管道中油氣的流動速度，進而緩解油井開采工具的腐蝕程度，確保油井開采工作的順利進行。

（二）油井防結垢的措施

1.安裝強磁防垢器

強磁防垢器是一種物理性質的防垢技術，借助器械發揮的磁場作用，可以改變成垢分子中的分子結構，降低分子與分子團之間的聚合性，進而成垢分子就無法聚集粘合在一起，也就不會在油井中形成大量的沉積堆積，結垢現象就不會產生。另外，當成垢分子的聚合性減弱時其流動速度也會降低，從而也會減少成垢結晶的形成，實現油井防結垢的目的。

2.添加防垢劑

對于油井防結垢措施的選擇除了物理性的手段之外，還可以采用化學性的方法，在油田中添加防垢劑，利用化學反應來避免或消除油井中的結垢，如對于油井管柱中的結垢狀況，可以從井口部位加入防垢化學藥劑，將化學防垢劑或者防垢塊裝到工作筒中，將其順著管道放入深井中，使工作筒與抽油泵相連接，當原油或水流動時就會帶走防垢劑和防垢快，與化學防垢劑產生溶解反應以及化學反應。進而就會改變液體中的化學分子結構，從而就可以起到較好的防垢作用。當結垢部位是深井地層位置時，應采用濃度更高的化學防垢藥劑，同樣利用工作筒將其添加至地下井筒的四周地層中，由于地層的吸附作用防垢劑會進入地層孔縫中，這時井筒周圍的地層就起到了一定的保護功能，當油井開采作業時地層中的防垢劑就能夠慢慢滲出，進而就可以達到防垢的目的，而且其防垢作用的時效液更長。

結束語

綜上所述，在油井開采工作中常常會出現腐蝕以及結垢問題，對油井開采效率和質量造成不利影響，容易導致油井開采企業受到嚴重的經濟損失。產生腐蝕和結垢的影響因素有許多種，包含氣體、液體等物質，為了有效防治油井的腐蝕和結垢，就必須選具有耐腐性的工具材料、涂抹防腐涂料，或者在油井中安裝強磁防垢器、添加防垢劑，切實避免腐蝕或結垢問題的產生。

參考文獻

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[3] 李洋，杜學嬌.淺談油井腐蝕結垢原因及防治措施[J].石化技術，2017，24（02）：72+75.

作者簡介：劉昱瑭 出生年月日：1988/6/1 性別：男? 民族：漢? 籍貫：寧夏同心 學歷：大學本科 職稱：油氣田開發工程師 畢業院校：西安石油大學 畢業專業：石油工程 研究方向：石油工程;

張廷 出生年月日：1989/11/22 性別：男? 民族：漢 籍貫：陜西府谷 學歷：碩士研究生 職稱：油氣田開發助理工程師 畢業院校：西安石油大學 畢業專業：油氣田開發工程 研究方向：石油工程;

曹純潔? 出生年月日：1989/7/11 性別：男? 民族：漢? 籍貫：湖北仙桃 學歷：大學本科 職稱：油氣田開發工程師 畢業院校：長江大學 畢業專業：勘查技術與工程? 研究方向：石油工程;

張維靜 出生年月日：1986/11/24 性別：女? 民族：漢? 籍貫：陜西藍田? 學歷：大學本科 職稱：油氣田開發工程師 畢業院校：西安石油大學 畢業專業：油氣儲運工程 研究方向：油氣儲運。