从酸化液腐蚀性检验中引发的几点思考

徐洪波 陈秀芳

中国石油大庆油田有限责任公司 采油工程研究院 （黑龙江 大庆 163453）

从酸化液腐蚀性检验中引发的几点思考

徐洪波 陈秀芳

中国石油大庆油田有限责任公司 采油工程研究院 （黑龙江 大庆 163453）

介绍了大庆油田酸化技术的发展史和技术现状，对大庆油田几年来酸化液腐蚀性检验中出现的问题及现象进行介绍和分析,对缓蚀剂用量不合理和点蚀的危害性进行阐述，同时介绍了目前常用单一型和复配型缓蚀剂、缓蚀剂适用酸化液类型及缓蚀剂适用井别，并对缓蚀剂用量、酸化液添加剂的选用、酸化液配制及监督等提出几点建议。对进一步提高大庆油田的酸化液产品质量，减少对地层造成的二次伤害，提高施工设备和管柱的使用寿命，减少施工事故，提高酸化液产品的性价比等，具有一定的指导意义。

酸化因具有成本低、工艺简单、施工规模小等优点，起到解除油层污染堵塞，并对油层进行改造的作用，达到提高注水井的吸水能力及油井产量的目的，所以成为国内外油气田一项重要的增产增注措施[1]。

中国石油大庆油田自1963年开展酸化解堵试验,至今已有49a的历史。据不完全统计，油水井酸化约4.2万井次，年均油水井酸化约1 000口井，可见酸化解堵技术对油田的开发、稳产起到了举足轻重的作用。酸化解堵技术在49a的历程中，无论在酸化液[2-6]及添加剂[7,8]的种类上，还是在酸化工艺等方面均取得了一定的成果；尤其是20世纪90年代后在酸化解堵新技术上进行了大量的试验研究，取得了较好的成果并得以广泛的推广应用。目前应用较多的酸化液有土酸、粉末硝酸、复合酸、有机酸等，针对性也各有不同，又因酸化施工工艺简单加之大庆油田酸化市场较大，据不完全统计目前有20多家在进行现场应用，均取得了一定的效果。但在检验样品过程中发现质量仍存在一些问题，虽然有很多资料对酸化液及添加剂进行介绍，但针对大庆油田酸化液的具体情况进行详尽分析、系统指导的文章目前还没见报道。就酸化液检验中腐蚀性出现的典型问题,如腐蚀速率超标、点蚀及体系不配伍等进行详细分析，对缓蚀剂用量不合理和点蚀的危害性进行阐述，同时简要地介绍了目前常用缓蚀剂、缓蚀剂适用酸化液类型及缓蚀剂适用井别，并对缓蚀剂用量、酸化液添加剂的选用、酸化液配制及监督等提出几点建议。对于提高大庆油田的酸化液产品质量和减少事故具有一定的指导意义,为提高酸化的成功率和有效率奠定了基础,为大庆油田的可持续发展作出了贡献。

1 腐蚀速率检验及分析

为保证酸化能达到最佳效果，在酸化液体系中，除了起到解堵改造作用的主酸液外，还必须有多种添加剂配合使用，其中缓蚀剂是酸化施工得以安全顺利实施的前提条件，是必不可少的一种添加剂[7,8]，因此在酸化液质量检验中，腐蚀速率也就成为一项衡量酸化液性能的重要指标，下面列举了一些具有典型现象的酸化液的腐蚀速率情况[9]，见表1。

通过表1对比可看出，超标的7种酸化液均加有缓蚀剂，缓蚀剂均起到了不同程度的缓蚀作用，但酸化液腐蚀速率仍然超标，4#、6#酸化液严重超标，尤其是6#酸化液不但腐蚀速率严重超标，还产生了点蚀现象（见图1）。1#、3#酸化液出现了分层、沉淀或有絮状物等体系不配伍现象；分析出现上述现象的原因见表2。

在表1中，还列出2种酸化液，虽然腐蚀速率指标达到规定指标，其中10#酸化液腐蚀速率指标与自来水腐蚀速率指标相同，12#酸化液在60℃下腐蚀速率指标比45℃下的腐蚀速率指标还低，但是出现严重的缓蚀剂析出体系不配伍现象。表1中11#酸化液，虽然腐蚀速率指标达到规定指标，溶液清澈透明，试片光亮，但有微量点蚀（见图1）。分析出现上述现象的原因见表2。

表1 典型酸化液的腐蚀速率情况统计

表2 典型现象的原因分析

2 缓蚀剂用量不合理、点蚀的危害性分析

在油水井酸化作业过程中，酸化液对地面设备、油套管及井下管柱具有强烈的腐蚀性，而且随着酸化液浓度的增加，温度的升高及压力的增大而呈明显上升趋势，加入酸化缓蚀剂能有效地抑制这一腐蚀的发生。但如果缓蚀剂用量不足，就会出现过腐蚀现象，该现象的发生，不但会造成酸化液对施工车组、油套管及井下管柱的严重腐蚀，缩短施工车组的使用寿命，降低管柱的硬度和强度，影响设备及管柱的使用性能；甚至会造成油、套管的断裂，井口装置失灵，轻则影响正常施工，重则导致人身伤害；另外腐蚀严重引入过多的铁离子在储层中会造成铁化物沉淀，造成储层的二次伤害[1，10-12]。

如果缓蚀剂用量过大，不但成本高，造成经济上浪费，降低性价比；多余的缓蚀剂进入储层一方面可产生凝聚析出或吸附堵塞；另一方面还会改变油藏岩石的润湿性，产生乳化堵塞，对储层造成伤害，降低储层渗透率[10-12]。

缓蚀剂用量不合理会产生一定的危害性，在试片表面有些部位完好无损，而有些部位已大片腐蚀，脱落很厚一层，可见其危害性远比腐蚀速率超标严重得多(见图1、图2)。

3 缓蚀剂的简要介绍

分析目前检验所用过的试片，从外观上看，目前大庆油田酸化液所用的缓蚀剂多为有机缓蚀剂，大致可分为2类，一类是吸附型缓蚀剂，如吡啶类和醛类[1]，缓蚀剂可吸附在金属表面产生屏蔽效应，阻碍酸化液中氢离子对金属表面的腐蚀；另一类是中间相缓蚀剂，如炔醇类[1]，缓蚀剂可在酸化液中通过加氢作用形成烯醇，再经脱水反应形成共轭烯烃，聚合后可在钢铁表面产生中间相，以阻止酸化液对钢铁的腐蚀，见图3。

从图3和表1中试片外观描述可看出，一类缓蚀剂是吸附型，经酸化液浸泡后缓蚀剂吸附到试片上，导致试片变色；另一类缓蚀剂是中间相型，经酸化液浸泡后试片与原来几乎相同，只是有些失去了光泽。

针对缓蚀剂存在的种种问题，为便于选用缓蚀剂，下面对单一型和复配型常用缓蚀剂[13-15]作以简单介绍(见表3、表4)。

4 结论及建议

（1）针对目前酸化液存在的问题，为保证大庆油田酸化效果，应加大监督检验力度。

表3 单一型常用缓蚀剂

表4 复配型常用缓蚀剂

（2）缓蚀剂用量应合理，既能满足指标和施工要求，又不要造成不必要的浪费。

（3）针对硝酸酸化液腐蚀速率难以控制的特殊性，可考虑适量加一些缓蚀剂增效剂。

（4）针对腐蚀速率超标的酸化液，第一严格把好来料关；第二可考虑适量加一些有机酸，例如乙酸，既可以延缓酸化液反应速度[16]，又可以稳定铁离子，还可以有效地降低酸化液的腐蚀速率；第三合理选用缓蚀剂。

（5）针对酸化液出现的不配伍现象（排除用量过大情况），建议在选用添加剂时，注意添加剂的类型和相互间的配伍性，尽量避免阴离子表面活性剂和阳离子表面活性剂相结合[1]。

（6）针对试片出现的点蚀现象，第一建议在选用缓蚀剂和其它添加剂时，要选用酸溶性好的添加剂；第二在配制酸化液时，适量加一些互溶剂[17]，不但有助于提高其缓蚀性能，还可降低缓蚀剂对地层的伤害；第三也可适量加一些有机酸，例如乙酸,能够协同缓蚀剂有效地控制高浓度土酸溶液对钢片表面的局部腐蚀。

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After an introduction to the developing history and technological status of acidifying technology in Daqing Oilfields,an analysis focuses on the problems and phenomenon existing in the corrosive inspection of acidifying fluid in Daqing oilfields in the past few years.While explaining the irrational usage of inhibitor and the hazard of pitting corrosion,the paper also introduces the current commonly-used single type and mixed type of inhibitors,the acidifying fluid types that inhibitor adapts to and the well kinds that inhibitor adapts to.Then several suggestions are put forward about the dosage of inhibitors,the selection of acidifying fluid additives,the mixing of acidifying fluid and supervision.This study is of instructive significance in improving the quality of acidifying fluid products,reducing the second hazard caused by the stratum,increasing the service life of construction device and pipes,cutting down the construction accidents and raising the performance price ratio of acidifying products.

acidifying fluid;corrosion;inspection;inhibitor

酸化液 腐蚀性 检验 缓蚀剂

徐洪波（1967-），女，高级工程师，现从事酸化液检验工作。

尉立岗

2012-04-17