定边油田油井腐蚀结垢结蜡现状及防治措施

吕雷刘万明姚元建王珂

（1.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院；2.延长油田股份有限公司定边采油厂勘探开发研究所）

定边油田油井腐蚀结垢结蜡现状及防治措施

吕雷1刘万明2姚元建2王珂1

（1.陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院；2.延长油田股份有限公司定边采油厂勘探开发研究所）

随着油田开发进度的加快和环保要求的提高，如何解决好油井腐蚀、结垢、结蜡已成为各大油田企业亟待解决的问题。文章概括了定边油田油井腐蚀、结垢、结蜡的现状及防治措施，逐一分析了油井腐蚀、结垢、结蜡的原因和目前所采取的措施及存在的问题，并结合定边油田生产实际进行探讨，提出了对现有措施的改进建议。

定边油田；腐蚀；结垢；结蜡；防治措施；改进建议

0 引 言

油井腐蚀、结垢、结蜡从油田开发初期一直伴随至油田开发末期，其防治影响油田的开发效率。近年来随着定边油田开发逐渐进入中期，原油含水率不断上升，油井腐蚀、结垢、结蜡现象十分严重。油井井下腐蚀影响油井的正常生产，造成产量下降，严重时会导致油井停产、报废、污染井场周边环境；地面集输管线发生腐蚀，管道产生点蚀穿孔造成漏油，污染环境，严重时甚至影响生产生活安全［1］。据统计，2011年由腐蚀、结垢、结蜡等原因造成的修井数量接近800口，生产直接费用约940万元。本文针对2012年上半年油井腐蚀、结垢、结蜡现状作了综述，分析了目前所采取措施存在的问题并提出了相应的改进建议，以寻求最适合定边油田后期开发的防腐阻垢清蜡措施。

1 油井腐蚀结垢结蜡现状

针对油井腐蚀、结垢、结蜡等严重问题，对定边油田油井进行了摸底调查，发现有470口油井腐蚀、结垢、结蜡严重，具体比例分布如图1所示。

图1 定边油田油井腐蚀、结垢、结蜡情况

从图1可看出：在定边油田油井中，结蜡问题最为普遍，其次是结垢问题和腐蚀问题，复合问题油井所占比例最小。在所有问题油井中，结蜡和结垢油井所占比例之和高达86%，由此可见，在今后的油田实际生产中，油井阻垢清蜡将是一项重要任务。

2 油井腐蚀结垢结蜡原因

2.1 油井腐蚀

井下腐蚀一般发生在油管、泵、抽油杆及井下工具等处，产生沟槽腐蚀和穿孔腐蚀及丝扣腐蚀等，破坏性大，造成油管、油杆断脱和无法正常排液。调查发现，定边油田腐蚀严重油井主要分布在东仁沟采油队、樊学采油队和白马崾先采油队。油井腐蚀多发生在油管、抽油杆和套管部位，其中油管腐蚀和抽油杆腐蚀居多。通过综合分析得出造成腐蚀严重的原因主要有：产出液含水量高、产出液H2S含量高和井斜造成管杆偏磨等三个方面［2-3］。

对于东仁沟采油队而言，造成腐蚀严重最主要的原因是油井产出液含水率高。在腐蚀严重油井的产出液中，含有大量的水，产出水矿化度高，导电性强，电化学反应的电子转移快，因此会对油管、抽油杆等设备产生一定的腐蚀性。另外，对于产出液含水大于74%的油井而言，油井产出液会发生换相，由油包水型转换为水包油型，管、杆表面失去了原油的保护作用，产出水直接接触金属，腐蚀速度增加，摩擦的润滑剂由原油变为产出水，由于失去原油的润滑作用，油管内壁和抽油杆磨损速度加快，磨损和腐蚀相互促进［4］。

对于樊学采油队和白马崾先采油队而言，造成腐蚀严重的主要原因有油井产出液含水率高和含H2S高，其中含H2S高是主导原因。碳钢在含有H2S的水溶液中会引起氢的去极化腐蚀，阳极产物亚铁离子与水中的硫离子结合生成FeS。同时，溶解于水中的H2S还会使金属材料形成硫化物应力破裂。

另外，定边油田生产油井大多数为定向斜井。定向斜井在开采过程中，油管、抽油杆会产生偏磨现象，使管、杆偏磨表面产生热能，从而使管、杆表面铁分子活化，而油井产出液具有强腐蚀性，会使偏磨处优先被腐蚀［5］。因此，对于所有腐蚀严重油井而言，井斜造成管、杆偏磨引起油井腐蚀的现象不可忽视。

2.2 油井结垢

定边油田多为注水开发低渗透油田，由于地层水和注入水的热力学不稳定性和化学不相容性，以及采油过程中压力、温度等因素，使油气水平衡状态发生变化，容易发生无机盐类物质BaSO4、SrSO4、CaSO4、CaCO3、Fe（OH）3等一种或多种垢物的沉积，从而造成油井井筒严重结垢［2］。通过对不同采油队结垢油井垢物成分分析发现：定边油田油井垢物主要成分为CaCO3，少数油井垢物伴有少量的SrSO4。

2.3 油井结蜡

定边油田原油多属于高蜡原油，在地层条件下，蜡溶解于原油中。在开采过程中，含蜡原油沿着油管上升，随着压力及温度的不断降低，以及轻质组分的不断逸出，当原油接触到一个温度低于临界浊点的表面时，蜡质就会逐渐附着在油管管壁上，即出现蜡沉积，造成油管结蜡，结蜡位置多在300～600m左右［2］。

3 目前采取的防治措施及存在的问题

3.1 目前采取的防治措施

3.1.1 防腐

目前对腐蚀严重油井采用的防治措施是定时定量投加化学缓蚀剂，收到一定的缓蚀效果，但采取的防治措施单一，其局限性较大。

3.1.2 阻垢

利用在井筒安装FGQC-16F-220型多功能防垢除蜡增油装置进行防垢，延长了油井修井周期，取得了一定的阻垢效果；通过定时定量向结垢油井环空投加化学阻垢剂，取得了较好的阻垢效果。

3.1.3 清防蜡

主要有添加清蜡剂、环空清蜡、热洗清蜡以及太阳能防蜡技术和磁防蜡技术。添加清蜡剂主要是在站内进行。环空清蜡在新安边采油队引用较多。热洗清蜡是定边油田应用最多的清蜡工艺，95%以上的油井采用这种清蜡技术，但该技术需在起出管柱的情

况下进行，因此产生的费用最高，同时油井停产降低了原油产量。太阳能防蜡技术即在结蜡严重的油井井口安装太阳能防蜡器，将太阳能转化为热能，加热油流温度和熔解已经沉积在管壁上的蜡，起到一定的防蜡作用。对于井筒结蜡严重油井，通过在井筒相应位置上安装磁防蜡器，利用磁致胶体效应和氢键异变效应起到防蜡作用。定边油田2010年试安装10套，效果良好。如：定3148井以前扫线周期不到2个月，井口压力2.0MPa左右，安装后3个月未进行扫线，井口压力保持在0.5MPa左右；樊学4362-3井，日产液25m3，产油18m3，以前每个月需清洗管线1次，使用后3个月未清管线，压力也未出现偏高现象。

3.2 存在的主要问题

各个采油队没有形成相应完善的管理制度对问题油井进行科学规范的管理，对问题油井的问题原因、程度、防治措施及效果等情况掌握的不彻底。

目前对于油井腐蚀结垢结蜡等问题的发现只是定性观察，对于油井腐蚀结垢结蜡的严重程度、油井结垢类型、油井腐蚀类型等问题并没有进一步的探究。目前采用的化学清蜡剂、阻垢剂、缓蚀剂的品种单一，适应性不强，取得的应用效果有限。

对于不同油井，目前化学添加剂的投加量没有严格的区别，即化学添加剂的投加量几乎相近，没有开展同一添加剂对不同油井的适应性研究。

对于同一油井问题的防治，采用的措施比较单一，收到的效果有限。譬如：对于结蜡严重油井，有的采用化学清蜡法，有的采用机械清蜡法，有的采用热洗清蜡法，没有将不同措施有机结合起来。

4 措施改进建议

4.1 管理方面

实施分类动态管理油井。根据油井不同生产状况，按照“资料录取优先、跟踪评价优先、问题处理优先”的原则优化管理。围绕“三定三统一”原则，即“定人、定时、定井，统一计量工具、统一换算方法、统一计量点”，制定严格的油井生产管理规章制度和措施，规范油井洗井、加药等工作，制定责任人制措施，总结间歇抽油规律，准时规划计量时间，按照切块泵油要求，适时完成计量记录，为建成具有“产能预警”效果的生产分析报表提供可靠数据［1］。

4.2 技术方面

4.2.1 防腐措施建议

针对目前投加化学缓蚀剂的方式不够优化和用量偏少（药剂∶水＝1∶10，质量百分比）的问题，建议用滴注的投药方法进行投加，采用药剂∶水＝1∶4（质量百分比）加入缓蚀剂。

进一步开展油井腐蚀原因、类型和机理的分析，为后续防腐措施的选择和开发研制高效缓蚀剂提供理论依据。

针对目前使用的缓蚀剂种类单一问题，建议考虑开展多种不同种类化学缓蚀剂的合成及复配性能研究，研制出不同种类的多元缓蚀剂复配物。由于各油井产出液组分不尽相同，油井腐蚀类型和程度不同，因此有必要进一步探究不同种类药剂对不同油井产出液的适应性及应用效果，即针对不同油井产出液优选出其最佳化学缓蚀剂的种类及投药量。

开展物理防腐技术的研究，选用合适的涂层工艺与材料，延缓井下设备的腐蚀。对于油井不同种类设备，建议选择相应的合适材质的设备，减缓设备的腐蚀［6］。如：对于H2S腐蚀严重的油井，可以考虑选用XM19氮化不锈钢材质的生产设备。

4.2.2 阻垢措施建议

进一步开展油井结垢成因、类型和机理的分析，为后续阻垢措施的选择和开发研制新型高效阻垢剂提供理论依据。

针对目前使用的阻垢剂种类单一问题，考虑开展多种不同种类化学阻垢剂的研制工作，合成研制出不同种类的阻垢剂。由于各油井产出液组分不同，油井结垢类型和程度不同，因此有必要进一步探究不同种类药剂对不同油井产出液的适应性及应用效果，即针对不同油井产出液优选出其最佳化学清阻垢剂的种类及投药量，进行优化实验，探究出不同药剂之间的最佳药剂组合，寻求效果与成本的最佳结合点。

开展化学阻垢技术、物理阻垢技术（如：磁阻垢技术）和工艺阻垢技术（如控制溶液的pH值、去除溶解气体、避免不相容水的混合等）研究，将不同的阻垢技术有机结合起来，如将化学阻垢技术和磁阻垢技术配套使用，取长补短［6］。

完善采油工艺，保证井下不漏失，避免不同层位地层水接触，同时投加适量的阻垢剂。

4.2.3 清防蜡措施建议

进一步开展油井结蜡微观机理和清蜡作用机理的研究，为后续清防蜡措施的选择和开发研制新型化学清防蜡剂提供理论依据。

针对目前使用的化学清蜡剂种类单一问题，开展多种化学清防蜡剂的研制工作，合成出不同种类的清防蜡剂。由于各油井产出液组分不尽相同，油井结蜡程度和位置不同，因此有必要进一步探究不同种类药剂对不同油井产出液的适应性及应用效果，即针对不同油井产出液优选出其最佳化学清防蜡剂的种类及投药量。同时可以考虑将合成的防蜡剂做成圆柱形空心缓释防蜡块，利用其缓慢释放的特性，一次性加入井底且作用时间可长达半年，起到防蜡效果的同时也延长了油井生产周期，降低了生产成本。

进行优化实验，探究不同药剂之间的最佳组合。

进行油井多种不同清防蜡工艺的深入探索，将不同的清防蜡措施有机结合起来。如：东仁沟采油队星110-5井是一口结蜡结垢均很严重的油井，目前采取的防治措施是投加清蜡剂和阻垢剂，效果并不理想，因此可以考虑在投加清蜡剂和阻垢剂的同时在井筒安装FGQC-16F-220型多功能防垢除蜡增油装置进行清蜡阻垢，将化学清蜡阻垢技术和磁清蜡除垢技术有机结合起来，在收到更好防治效果的同时可以减少清蜡剂和阻垢剂的投加量。

5 结束语

定边采油厂防腐阻垢清蜡工作经过多年改进，工程技术人员为有效地解决油井腐蚀、结垢、结蜡问题做了大量的相关工作，摸索出一系列相应的防治措施，取得了较大的成效，保证了油井的正常生产，为油田的稳产增收打下了基础。然而，随着油田的持续开发，后期油井产出液含水率大幅度上升，油井腐蚀结垢结蜡现象日益明显，同时由于腐蚀造成漏油而引发的环境问题越来越严重，如果仅依靠添加化学药剂或机械洗井修井等措施进行防治，将会大大增加生产成本，效果也不理想。基于环境、社会和经济协调发展的需要，有必要开发研究一种环保、经济、高效的新技术和新工艺，寻求效益与成本的最佳结合点。

［1］ 刘立，李强，赵丽.油井清蜡防腐阻垢现状及措施［J］.科技传播，2012（11）：37-38.

［2］ 范建礼.抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与防治措施［J］.内江科技，2006（1）：152-153.

［3］ 王小军，梁宇庭.油井清蜡及缓蚀、阻垢、清蜡剂在油井中的应用［J］.工业科技，2010，39（2）：50-51.

［4］ 齐峰，张卫华，毕健明.深抽井抽油杆偏磨的分析与措施［J］.内江科技，2005（5）：79-80.

［5］ 陈涛.抽油机井管杆偏磨及防治［J］.石油化工腐蚀与防护，2010，27（1）：27-28.

［6］ 王丽娟，田军，薛群基.油气田管道防蜡、减阻、防腐技术的发展及现状［J］.天然气与石油，2000，18（4）：11-15.

（编辑 石津铭）

10.3969／j.issn.1005-3158.2015.01.007

：1005-3158（2015）01-0018-03

2014-02-24）

吕雷，2012年毕业于长江大学应用化学专业，硕士，现在陕西延长石油（集团）有限责任公司研究院从事油田化学研究工作。通信地址：陕西省西安市高新区科技二路75号延长石油研究院310室，710075