气田采出水分析及防腐措施

景 元，高好洁，季 伟，王忠兴，夏 星

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安 710065）

气田采出水分析及防腐措施

景 元，高好洁，季 伟，王忠兴，夏 星

（中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西西安 710065）

随着气田开发的持续进行，气田采出水总量不断上升，回注水也随之增加，回注系统需要长期连续运行，但由于采出水成分复杂对回注系统造成腐蚀堵塞等影响。本文通过对子米气田采出水水质进行分析，筛选出适用于工艺系统的缓蚀剂，达到防止回注系统腐蚀的目的。

气田污水；腐蚀；缓蚀剂

子洲气田生产过程中产生的气田采出水，采取除油除机杂处理后回注地层。随着子米气田的不断开发，采出水总量不断上升，回注污水也随之增加，回注系统需要长期连续运行，由于采出水成分复杂多变，容易对回注管线、回注井等设备设施造成堵塞、腐蚀等不利影响，可能造成管线破裂、环境污染、回注压力上升等，存在较大的安全隐患[1-4]。

1 回注系统腐蚀分析

米脂天然气处理厂集中处理子洲气田开采过程中产生的气田污水，处理合格后的气田污水回注地层。

为了进一步掌握气田污水的腐蚀现状，对米脂天然气处理厂污水处理系统各处理节点的污水水样进行室内腐蚀挂片实验，钢片型号分别为J55、N80、20#。对三种钢片腐蚀产物进行表征运用扫描电镜，对影响腐蚀的各因素进行分析。

对污水处理系统各节点污水水样分别在常温和50℃下进行腐蚀挂片实验，腐蚀结果（见表1，表2，图1）。

表1 N80钢片常温腐蚀挂片结果（7天）

表2 N80钢片50℃腐蚀挂片结果（7天）

图1 N80钢在常温和50℃下的腐蚀速率

在50℃条件采用N80钢片对卸车池原水和回注水进行两次挂片实验，实验对比结果（见表3）。

可以看出，相同处理节点取回的水样腐蚀速率相差不大，说明子米气田采出水水质变化并不大，气田污水处理系统的处理效果也比较稳定。

表3 两种水样N80钢片50℃腐蚀挂片结果（7天）

采用20#钢片作为材料在各个节点水样中进行挂片实验，结果（见表4，表5，图2）。

表4 20#钢片常温腐蚀挂片结果（7天）

表5 20#钢片50℃腐蚀挂片结果（7天）

采用J55钢片作为材料在各个节点水样中进行挂片实验，结果（见表6，表7，图3）。

表6 J55钢片常温腐蚀挂片结果（7天）

表7 J55钢片50℃腐蚀挂片结果（7天）

将50℃环境下上述不同水样中三种钢片的腐蚀速率统计分析（见图4）。

图2 20#钢在常温和50℃下的腐蚀速率柱状图

图3 J55钢在常温和50℃下的腐蚀速率柱状图

图4 同一水样在三种不同钢片中的腐蚀速率图

通过上述图表中的腐蚀数据分析，可以得到如下结论:

（1）常温下的腐蚀速率比50℃下的腐蚀速率小很多，腐蚀速率小于行业标准0.076 mm/a，污水原水水质腐蚀比较严重，大于0.076 mm/a。

（2）经过水质分析发现，处理后的污水铁离子含量减小，HCO3-和CO2含量增多，形成具有保护性的FeCO3薄膜，对基体的保护作用，减小钢铁表面的腐蚀，腐蚀速率有大幅减小。

（3）污水处理系统随着工艺流程的进行，在50℃下，各个节点的腐蚀速率呈逐渐减小的趋势，加入缓蚀剂后，腐蚀速率明显下降。

2 缓蚀剂的优选

根据分析结果可以看出，卸车池原水水样的腐蚀状况比较严重，因此将原水水样作为腐蚀介质进行缓蚀剂评价；针对钢片中腐蚀速率稍高的N80在50℃下分别进行挂片实验，实验结果如下:

2.1 THB-1缓蚀剂缓蚀效果评价

THB-1缓蚀剂在50℃下，N80钢在卸车池原水水质中的腐蚀情况（见表8），由表8结果可知，缓蚀剂加量为100 mg/L时，缓蚀剂缓蚀效率都在52%左右，三种水质条件下的腐蚀速率均小于0.076 mm/a。

表8 缓蚀剂THB-1评价结果

表9 缓蚀剂MRJ-1缓蚀结果

表10 缓蚀剂MZJ-1缓蚀结果

2.2 MZJ-1和MRJ-1缓蚀剂缓蚀效果评价

针对缓蚀率不高，有些水样腐蚀比较严重的情况，实验中进一步对缓蚀剂进行研究，合成新型缓蚀剂MZJ-1、MRJ-1，在50℃下对缓蚀剂进行评价，实验结果（见表9，表10）。

从表9，表10中可以看出，加入100 mg/L的MRJ-1、MZJ-1缓蚀剂，50℃下在水介质中的腐蚀速率均符合石油行业标准0.076 mm/a，MRJ-1缓蚀剂的缓蚀率在72%～73%，MZJ-1缓蚀剂缓蚀率达88%以上。

针对MZJ-1缓蚀剂的缓蚀效率相对比较高，因此以MZJ-1作为缓蚀剂测试对20#钢和J55钢的缓蚀效果，结果（见表11和表12）。

表11 20#钢片的腐蚀结果

表12 J55钢片的腐蚀结果

从以上腐蚀实验结果可以看出，对于20#和J55钢片，缓蚀剂MZJ-1缓蚀率约为90%，试片腐蚀速率均小于石油行业标准0.076 mm/a。

3 认识结论

通过对气田污水处理系统的水质化验、现场实验选取最优缓蚀剂等一系列实验研究，可以得出以下结论:

（1）通过静态挂片实验，分别对常温和50℃下的现场水样进行腐蚀评价，结果发现50℃下的试样腐蚀速率较常温明显提升，超过石油行业标准0.076 mm/a。

（2）过现场实验优选MZJ-1缓蚀剂为符合生产工艺的最优缓蚀剂，对于设备管线的抑制腐蚀效果最佳，在腐蚀比较严重的卸车池水样中，加量为100 mg/L时，50℃三种钢片缓蚀效率达到88%以上，腐蚀速率在0.006 1 mg/L~0.014 6 mg/L，均小于石油行业标准0.076 mm/a，可达到子米气田气田污水处理系统生产要求。

［1］赵淑楠.油田产出水腐蚀机理的研究现状与进展［J］.现代营销，2012，（4）:356.

［2］郭学辉，周生杰，等.油气田中几种常见的腐蚀机理［J］.辽宁化工，2014，（1）:32-36.

［3］靳红利，马建鑫.阴极保护和缓蚀剂在油气管道防腐中的应用［J］.化工管理，2015，（3）:23.

［4］张亚鲁.油气集输管线内防腐技术［J］.石油知识，2014，（3）: 34-35.

Analysis of gasfield produced water and corrosion protection measures

JING Yuan，GAO Haojie，JI Wei，WANG Zhongxing，XIA Xing
（Gas Production Plant 2 of PetroChina Changqing Oilfield Company，Xi'an Shanxi 710065，China）

With continuous development of gasfields,the total field produced water rising, back to the water injection also will increase.Reinjection system needs to run continuously for a long time,due to the complex composition of produced water reinjection system corrosion and impact.In this article,through pairs of rice field produced water quality were analyzed,and the screen is suitable for the process system of corrosion inhibitor,reach the purpose of preventing corrosion reinjection system.

gasfield wastewater；corrosion；corrosion inhibitor

TE980.5

A

1673-5285（2017）04-0145-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.04.036

2017－04-01

景元，男（1986－），油气田开发工程师，2008年6月毕业于西安科技大学自动化专业，工程硕士学位，就职于长庆油田第二采气厂作业五区。