陳景軍
(中國石化勝利油田分公司河口采油廠,山東東營257200)
陳南摻水系統(tǒng)腐蝕原因分析及防治措施
陳景軍
(中國石化勝利油田分公司河口采油廠,山東東營257200)
針對陳南油田摻水系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重、穿孔頻繁的問題,室內(nèi)通過垢樣成分分析和水樣水質(zhì)評價實驗,表明摻水系統(tǒng)腐蝕穿孔的主要原因是由于污水中硫化物含量過高造成的。在現(xiàn)場調(diào)查和室內(nèi)分析的基礎(chǔ)上,確定了硫化物的來源。室內(nèi)評價后采用空氣氧化方法去除硫化物,優(yōu)化了工藝參數(shù)?,F(xiàn)場應(yīng)用后,摻水系統(tǒng)污水硫化物含量由8 mg/L下降到未檢出,平均腐蝕率由0.093 mm/a下降到0.006 mm/a。
摻水系統(tǒng);硫化物;腐蝕;空氣氧化
陳莊南區(qū)油田采用注蒸汽方式開發(fā),日摻水量4 000 m3。摻水系統(tǒng)管線穿孔頻繁,摻水量達(dá)不到要求,現(xiàn)場出現(xiàn)摻水管線堵、空心桿堵的嚴(yán)重現(xiàn)象。
油田注采輸系統(tǒng)中腐蝕與結(jié)垢是一個普遍存在的問題,國內(nèi)外報道的防腐、防垢技術(shù)也比較成熟[1-3]。目前的防腐技術(shù)主要有3種:涂防護(hù)層、陰極保護(hù)、加緩蝕劑。其中向污水中加入液體緩蝕劑是最常用的防腐措施[4-5]。但液體藥劑的加注操作需要注入泵、罐、車等設(shè)備,增加了費(fèi)用;藥劑需要連續(xù)或定期加入,操作費(fèi)時費(fèi)力,成本較高。
針對陳南油田污水的特性,分析摻水系統(tǒng)腐蝕穿孔的主要原因。在此基礎(chǔ)上,采用空氣氧化的方法去除污水中硫化物,探討了空氣氧化進(jìn)行防腐防護(hù)的可行性。開展了現(xiàn)場試驗,試驗達(dá)到了降低摻水系統(tǒng)腐蝕速度,減少管線堵塞,減少因摻水水質(zhì)造成油井作業(yè)的效果。
1.1 垢樣分析結(jié)果
對現(xiàn)場不同取樣點(diǎn)的腐蝕結(jié)垢產(chǎn)物進(jìn)行了分析。目測樣品呈黑色,加鹽酸可以溶解,有氣泡產(chǎn)生,反應(yīng)有“臭雞蛋”臭味,說明有硫化氫氣體生成。分析結(jié)果見表1。
表1 陳南摻水管線腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果%
從表1的數(shù)據(jù)看,現(xiàn)場腐蝕產(chǎn)物主要是硫化亞鐵,是由于硫化物腐蝕鋼鐵產(chǎn)生的。
1.2 摻水水樣分析結(jié)果
摻水水源來自陳南站外輸污水。對陳南外輸污水進(jìn)行了水性分析和水質(zhì)分析,結(jié)果見表2和表3。試驗的方法分別參照SY/T5523-2000《油氣田水分析方法》和SY/T5329-2012《碎屑鹽油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》進(jìn)行。
表2 陳南摻水水性分析結(jié)果
從表2數(shù)據(jù)看出,礦化度不高,酸堿度中性,可以產(chǎn)生正常的油田污水電化學(xué)腐蝕。
從表3數(shù)據(jù)看出,SRB、硫化物(主要是硫化氫)超標(biāo)較多。SRB可以把污水中的硫酸根離子轉(zhuǎn)化為硫化物。硫化物易溶于水形成弱酸,造成點(diǎn)蝕與坑蝕,導(dǎo)致管線穿孔。
表3 陳南摻水水質(zhì)分析結(jié)果
因此水中硫化物超標(biāo)是造成腐蝕的主要原因。細(xì)菌SRB、硫化物超標(biāo)加劇了摻水管線的電化學(xué)腐蝕。
1.3 硫化物超標(biāo)的原因分析
現(xiàn)場對摻水系統(tǒng)硫化物的來源進(jìn)行了調(diào)查?,F(xiàn)場將油井分為3類,注汽后排液井、注汽后正常生產(chǎn)井、非注汽生產(chǎn)井。對這3類井產(chǎn)出液分析硫化物含量,結(jié)果見表4。
表4 油井產(chǎn)出液硫化物含量分析
從表4結(jié)果可以看到,注汽后排液井硫化物含量明顯高于正常生產(chǎn)井和非注汽井。分析認(rèn)為注汽時的高溫導(dǎo)致原油中的硫組分轉(zhuǎn)化成硫化氫。陳南油田單井產(chǎn)出液、產(chǎn)出污水中硫化物超標(biāo)是造成腐蝕的主要原因。
從去除污水中硫化物的思路入手,采用了空氣氧化脫硫方法防腐,將硫化物加劇的腐蝕降低至污水的正常電化學(xué)腐蝕。室內(nèi)對空氣氧化曝氣量進(jìn)行了優(yōu)化,測試曝氣反應(yīng)后污水中的硫化物含量,結(jié)果見表5。
表5 空氣曝氣量與污水中硫化物含量關(guān)系
從表5看出,隨著曝氣量的增加,污水中硫化物含量大幅降低。當(dāng)空氣曝氣量6 m3/min時,污水中硫化物被完全去除。
2013年1月,在陳南油田陳北站開展了空氣氧化除硫技術(shù)試驗。試驗流程圖見圖1。該技術(shù)簡單經(jīng)濟(jì),現(xiàn)場只需加裝一臺鼓風(fēng)機(jī)及其配套管線即可,年運(yùn)行費(fèi)用極低。
圖1 水處理流程圖
實施后,系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn),水質(zhì)明顯改善。跟蹤監(jiān)測外輸摻水水中硫化物含量由8.0 mg/L降至了0 mg/L,靜態(tài)腐蝕速度由除硫前的0.093 mm/a降到脫硫后0.005 7 mm/a,效果顯著(表6)。
表6 陳北站水處理數(shù)據(jù)對比
(1)產(chǎn)出污水中硫化物超標(biāo)是造成摻水系統(tǒng)腐蝕的主要原因。
(2)系統(tǒng)硫化物的來源為油井注汽開采時的高溫導(dǎo)致了原油中的硫組分轉(zhuǎn)化成硫化氫。
(3)現(xiàn)場試驗表明,空氣氧化脫硫方法防腐技術(shù)可行,簡單經(jīng)濟(jì)。
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[責(zé)任編輯]印樹明
TE 39
A
1673-5935(2015)02-0010-02
10.3969/j.issn.1673-5935.2015.02.004
2015-02-19
陳景軍(1971—),男,山東無棣人,中國石化勝利油田分公司河口采油廠高級工程師,主要從事油田化學(xué)研究。