史家湾区块注水系统腐蚀机理研究及治理对策

2015-05-29吴宏伟长庆油田分公司第五采油厂陕西榆林718600

化工管理 2015年21期

关键词：湾区缓蚀剂水井

吴宏伟(长庆油田分公司第五采油厂，陕西榆林 718600)

由于史家湾区块水质成分复杂，含有较高浓度的HCO32-、Cl-、SO42-等侵蚀性离子，同时还含有大量的Ca2+、Mg2+、Ba2+/Si2+等成垢离子，造成井、站、管网腐蚀结垢，严重影响油田正常生产，造成很大经济损失。

1 注水系统腐蚀现状

史家湾区块建有史一注和史二注两个注水站。污水注水井56口，注入污水主要来自联合站处理后的采出水；清水注水井76口，注入水主要来自处理后的洛河层水。

注水管线腐蚀：2014年全区注水管线腐蚀刺漏共发生77次，腐蚀产物以硫化物为主。注水井管串腐蚀：注入处理污水注水井油管腐蚀非常严重，部分井表现出全井管腐蚀；注入清水的注水井管柱也存在个别腐蚀情况，但腐蚀主要以电化学腐蚀为主。

2 注水系统水质分析

2.1 离子组成情况

表1：注水水质离子组成数据表

从表1水质化验分析来看，可以得到以下结论：

（1）各监测点水样中矿化度均较高（2467mg/L-31648mg/L），回注污水的矿化度普遍高于洛河层清水的矿化度；

（2）污水中的Cl-离子含量较高，高达1×104mg/L以上；洛河层清水的Cl-离子含量为926mg/L-1737mg/L，相对较低；

（3）各监测点水样中均含有HCO32-、SO42-等离子，既会导致结垢，也会引起腐蚀；

（4）各监测点水样的pH值范围为6.0-6.5，呈弱酸性，存在一定的酸性腐蚀；

2.2 细菌分布情况

表2：不同监测点细菌组成情况

从表2监测数据中看以看出，各监测点的FB均超标严重，除史150-99配水间以外，SRB和TGB均保持在合理范围之内。

2.3 腐蚀速率情况

表3：不同监测点腐蚀速率

从表3数据分析可以得出以下结论：

（1）史一注处理后的水腐蚀速率较小，但由于注水管线常年回注污水，管线内细菌滋生，导致回注水到达配水间后腐蚀速率大幅上升；

（2）区块腐蚀速率均大于0.025mm/a，属于中度腐蚀；注清水注水井腐蚀速率普遍高于注污水注水井。

3 注入水腐蚀原因分析

3.1 高含量Cl-介质中的垢下腐蚀

区块回注污水Cl-含量较高，Cl-是活性阴离子，穿透能力极强，可向垢下迁移，使垢下介质酸化，加速垢下腐蚀，直至穿孔。

3.2 低pH值介质中的酸性腐蚀

区块回注水pH值为6.5左右，呈酸性，存在酸性腐蚀。因此，提高注入水的pH值，可以解决酸蚀问题，但不一定能解决其他腐蚀类型。

3.3 CO2遇水后的电化学腐蚀

CO2可以溶解在水中，生成H2CO3，引起电化学腐蚀。另外，CO2的腐蚀产物碳酸氢盐易溶于水，不易形成保护膜，因此，随CO2含量增加，腐蚀速率增加的非常快。

3.4 H2S遇水后的电化学腐蚀

H2S气体主要来源于地层和SRB。H2S遇水会发生电离，释放出的H+离子在阴极夺取电子，促使阳极Fe发生反应而导致腐蚀，腐蚀产物为Fe3S4、FeS2、FeS等。

3.5 SRB、TGB和FB联合作用下的垢下腐蚀

注水泵入口处水中存在SRB、TGB和FB，从测定结果来看，FB超标，SRB个别时间超标。SRB可使硫酸盐还原成硫化物，硫化物与介质中的碳酸等作用生成H2S，进而与Fe反应生成硫化铁，加速管道腐蚀。FB和TGB都能够产生大量粘液并附着在金属表面，造成孔道堵塞；同时它们又是好氧菌，能给SRB提供局部厌氧区，加剧其腐蚀。