点滴连续加药技术对油井的防腐蚀效应

马进文，金文刚，庞广明，赵相才，井 峰

(中国石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南濮阳457172)

点滴连续加药技术对油井的防腐蚀效应

马进文，金文刚，庞广明，赵相才，井 峰

(中国石油化工股份有限公司中原油田分公司，河南濮阳457172)

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司文东油田油藏比较复杂，油井使用普通缓蚀剂防腐效果不佳，相同配方药剂在不同断块应用效果差异比较大。为解决这些问题，进行了大量实验和研究，优选出了适合文东油田不同区块特性的系列缓蚀剂，而且缓蚀剂的配伍性、稳定性等指标均符合要求。对加药方式、加药浓度与腐蚀速率的关系也分别进行了实验，总结出了适合文东油田的最佳加药方式和加药浓度。结合室内试验和现场应用研究，在文东油田应用了点滴连续加药技术。点滴连续加药所用装置由立式可调柱塞泵、电动机、储药箱、计量加药系统、液位控制系统、加热系统及电路控制系统7部分组成，其中电加热控温系统，能保证药液在冬天不被结冻。点滴连续加药技术相对传统人工定期加药，不仅能降低劳动强度、延长检泵周期，还能节省药剂、提高缓蚀率。

防腐药剂 腐蚀速率 加药方式 加药浓度 点滴连续 加药装置

中国石油化工股份有限公司中原油田分公司文东油田的油藏具有高温、高矿化度、高含水、低pH值特性，部分井产出液中含有硫酸盐还原菌(SRB)等腐蚀介质，从而造成文东油田油井腐蚀的因素比较复杂，为科学有效使用缓蚀剂，对文东油田所用缓蚀剂适应性进行了详细研究，总结出了点滴连续加药技术，取得了良好防腐效果。

1 文东油田不同断块防腐药剂应用研究

为解决文东油田油井使用普通缓蚀剂效果不佳，相同配方药剂在不同断块应用效果差异大的技术难题，需要搞清楚不同断块腐蚀速率与加药浓度、加药量以及加药方式之间的关系。为此开展了如下试验与研究。

1.1 普通缓蚀剂应用研究

表1 文东油田各区块产出液加入普通防腐药剂后缓蚀率Table 1 Wendong oilfield block produced fluid to join the common preservative inhibition rate

由表1实验数据得知:

(1)各区块应用普通缓蚀剂静态缓蚀率，均低于中原油田要求大于70%的企业标准。

(2)普通缓蚀剂在各区块缓蚀率差异较大，因此需要针对不同区块优选不同缓蚀剂。

1.2 区块专用缓蚀剂应用研究

针对各区块腐蚀介质特性，经过研究，优选出了不同缓蚀剂配方，应用情况见表2。

表2 文东油田各区块产出液加入专用防腐药剂后缓蚀率Table 2 Wendong oilfield block produced fluid inhibition rate to join the special anti-corrosion agents

由表2试验数据得知:针对不同区块优选的专用缓蚀剂静态缓蚀率，均达到了70%的中原油田企业标准。

1.3 配伍性研究

1.3.1 相溶性实验

把经过优选配置的各区块专用缓蚀剂与相应区块所用破乳剂分别按照100 mg/L的浓度在常温常压下混合摇匀，放置24 h，观察是否有混浊和沉淀。

由表3试验数据可以看出，经24 h后，混合液仍均匀透明，不分层、无混浊和沉淀，说明相溶性好。

表3 专用缓蚀剂与破乳剂相溶性实验Table 3 Specific inhibitor and demulsifier compatibility experiments

表4 专用缓蚀剂与破乳剂配伍效果实验Table 4 Specific inhibitor，demulsifier compatibility effect experiments

1.3.2 配伍效果实验

由表4试验数据可知:

(1)区块专用缓蚀剂与破乳剂混合后的缓蚀率与单独使用时的缓蚀率相接近，并且都能达到中原油田企业标准(大于70%)。

(2)各区块破乳剂与缓蚀剂混合后的破乳率与单独使用时的破乳率相接近，并且都能达到中原油田企业标准(大于90%)。

(3)缓蚀率和破乳率两项指标都能达到企业标准，因此二者完全可以混合使用。

表5 90℃恒温7 d缓蚀率实验Table 5 90℃ Constant temperature 7 d inhibition efficiency experiment

1.4 模拟油层温度防腐药剂稳定性实验

由表5实验数据得知:区块专用缓蚀剂模拟油层温度，90℃恒温7 d后缓蚀率指标，与常温条件下缓蚀率指标相比，未有大的变化，且缓蚀率均大于70%的企业标准，表明专用缓蚀剂高温稳定性好，能够在文东油田油井中应用。

1.5 不同加药周期条件下缓蚀率与药效实验

防腐药剂不同加药周期实验见表6。

加缓蚀剂的周期不同，其缓蚀率和药效有很大差别。

表6 防腐药剂不同加药周期实验Table 6 Preservative dosing cycle experiment

(1)7到15 d的加药周期缓蚀率与药效很低，不适合文东油田。

(2)按3 d以内周期加药或连续加药，缓蚀率比较高，可满足文东油田防腐要求。

表7 加药周期与腐蚀速率实验Table 7 Dosing cycle，the corrosion rate experiments

图1 加药周期与腐蚀速率关系曲线Fig．1 Dosing cycle and the corrosion rate curve

1.6 加药周期与腐蚀速率关系研究

从表7和图1可以看出:

(1)当加药周期超过16 d后，腐蚀速率比较高，并且不再发生大的变化;

(2)当加药周期在5 d到15 d范围内，腐蚀比较快，因此加药不宜选择这段时间;

(3)当加药周期在4 d以内时，腐蚀比较小。考虑到各加药单位人员、车辆状况，把油井加药周期定在4 d比较合理。

(4)从图1还可以看出，防腐效果最好的方式是连续加药。

1.7 最佳加药浓度研究

不同缓蚀剂浓度其缓蚀腐蚀速率有很大关系，见图2。

图2 加药浓度与腐蚀速率关系曲线ig．2 Injdion concentration and corrosion rate curve

从图2可以看出:当加药浓度达到130 mg/L时，腐蚀速率接近最低;当加药浓度在130～160 mg/L时，腐蚀速率下降较为缓慢，因此把加药浓度定为130 mg/L。

2 点滴连续加药技术应用与研究

通过前述实验研究可知，应用防腐药剂最好的加药方式是连续加药。为最大限度提高缓蚀率和药剂利用率，在文东油田应用了点滴连续加药装置，取得了良好效果。

2.1 点滴连续加药装置的结构

点滴连续加药装置由立式可调柱塞泵、电动机、储药箱、计量加药系统、液位控制系统、加热系统及电路控制系统等7部分组成。设置电加热控温系统，能保证药液在冬天不被结冻。所有控制部分安装位置远离井口，只有一根加药高压管通往井口。该装置安全可靠，维修、使用方便。

2.2 点滴连续加药装置的特点

点滴连续加药装置改变了传统间断集中加药模式，减少了药剂浪费，提高了药剂利用率，同时又能使缓蚀率保持在最佳水平。该工艺克服了用专用加药车传统人工加药药液利用率不高、药性作用不充分、劳动强度大、受天气和井场道路制约等诸多不足。

2.3 点滴连续加药装置的应用

(1)2010年在文东油田选择了6口腐蚀较为严重的井应用点滴连续加药装置。应用后，待油井再次作业时测定其腐蚀速率，见表8。

(2)应用点滴连续加药装置后，6口井腐蚀速率均达到比较低的数值，低于油田规定标准。

(3)平均单月加入缓蚀剂数量，应用点滴连续加药装置比人工定期加入方式节约缓蚀剂50%。

(4)在6口井应用点滴连续加药装置成功的基础上，后来又先后推广应用了39口井，共计应用45口井。这45口井到2011年12月，平均检泵周期比使用该装置之前延长134 d，合计减少作业占产时间323 d，多生产原油981 t。

表8 6口油井应用点滴连续加药装置情况Table 8 Selected six wells application of drip to continuous dosing device

3 结论与认识

(1)文东油田由于地层结构复杂，腐蚀严重，而不同区块腐蚀介质差异较大，因此需要配制不同的缓蚀剂。

(2)当适合不同区块的缓蚀剂配方确定以后，如何确定加药浓度、加药方式、加药量，则是提高防腐效果的关键。

(3)点滴连续加药技术相对传统人工定期加药，不仅能降低劳动强度，节省药品，而且更符合防腐规律，效果更好。

(编辑 王菁辉)

Abstract:The oil deposit of Wendong Oil Field of SINOPEC Zhongyuan Oil Field Company is very complicated．The application of common corrosion inhibitors could not provide a good corrosion protection．Whereas，the same corrosion inhibitor formulations had different corrosion prevention results in different sections of oil well．To solve these problems，a large number of tests and research activities were performed．Corrosion inhibitors good for the specific characteristics of different blocks of Wendong Oil Field were optimally selected，and the compatibility，stability，etc of the inhibitor met the requirements．The relation between inhibitor injection and dosages with corrosion rate was studied by the tests，and the optimal inhibitor injection and dosages for Wendong Oil Field were worked out．A continuous dripping chemical injection system was developed，which included vertical adjustable plunger pump，electric motor，chemical box，chemical dosage system，level control system，heating system and electric control system．The electric heating system could ensure that the chemicals would not be frozen in winter．As compared with manual chemical injection，the continuous dripping chemical injection has reduced the work load，extended the operating cycle of pumps，saved chemicals and improved corrosion protection．

Keywords:corrosion inhibitor，corrosion rate，chemical injection，chemical concentration，continuous dripping，chemical injection unit

Effects of Continuous Dripping Chemical Addition on Corrosion Protection of Oil Wells

Ma Jinwen，Jin Wengang，Pang Guangming，Zhao Xiangcai，Jing Feng
(SINOPEC Zhongyuan Oil Field Company，Puyang，Henan 457172)

TE982

A

1007－015X(2012)05－0031－04

2012－06－16;修改稿收到日期:2012－07－15。

马进文(1963-)，主任工程师，1983年毕业于安阳师范学院化学专业，1995年到1996年在北京化工大学进修，1997年至今一直从事油田化学与采油工艺工作。E-mail: mjw2mjw@sina.com