顽固腐蚀油井防治技术研究

申立梅 路庆峰 赵长权 李俊朋 姬院娜

【摘要】针对我厂顽固腐蚀油井频繁躺井，治理难度大的现状，进行顽固腐蚀油井防治技术研究，消除控制各类腐蚀因素，有效提升防腐效果，减少频繁腐蚀躺井。

【关键词】顽固腐蚀；腐蚀监测；硝化防腐；固体缓蚀剂

一、项目概况

2017年初，采油三厂共有油井597口，防腐加药井数550口井左右，约占开井数的92.1%。油井含水率升高、H2S腐蚀凸显等因素，导致油井腐蚀状况日益加剧，腐蚀躺井频繁，顽固腐蚀油井数居高不下，主观因素导致腐蚀躺井64井次，占腐蚀躺井井次的80%。急需进行顽固腐蚀油井防治技术研究，有效提升防腐效果，减少频繁腐蚀躺井，延长顽固腐蚀油井检泵周期。

二、项目完成内容

（一）腐蚀因素分析

采油三厂因产出水高硫、高矿化度，油井腐蚀程度严重。其中中渗油田以硫化氢腐蚀为主，如文明寨油田、卫95块。低渗油田以高CL-1下的二氧化碳腐蚀为主，如卫城油田的卫22tA、卫81块等。

（二）腐蚀防治现状分析

2015-2016年躺井2次以上的顽固腐蚀油井20口，躺井井次55井次，平均免修期仅183，占产269.3吨。对频繁腐蚀躺井的顽固腐蚀油井除了加药的常规手段外，没有针对性的防治措施。躺井现场查找问题环节精细程度欠缺，治理过程粗放，防的环节非常薄弱，需进行顽固腐蚀油井防治技术研究，提升防治效果。

（三）防治技术研究

1.开展动态腐蚀速率监测

在室内腐蚀速率监测实验基础上，为提高监测准确性，今年3月份应用井口简易监测装置，该装置构造简单，焊装在油井井口管线上，可以内置腐蚀监测挂片，模拟了井下动态油流对管杆的冲刷，监测数据更加接近真实值，为技术人员治理腐蚀油井提供了可靠的数据支持。2017年共计安装应用42口井。

典型井例：WC2-38

该井为腐蚀严重井，于2017.8.1在站后流程及井口分别安装井口挂片装置，于2017.11.13取出，测得站后腐蚀速率0.0102mm/a，井口腐蚀速率0.1079mm/a，分析该井气大，药液未充分流入井底，因此调整加药措施，更改药剂类型KY-2改为KY-10，放大流速，滴管伸人套管，减少药液挥发。

2.运用硝化防腐技术，进行H2S腐蚀井治理试验

近两年在卫58块、卫95块及明一东等区块出现了一部分H2S腐蚀油井，因氢脆导致杆断及管裂现象发生，同时产生大量硫化物。因此，采用硝化防腐技术，通过应用亚硝酸盐抑制硫酸盐还原菌，遏制H2S腐蚀。在消除硫化物的同时，切断硫酸还原菌的生存环境和条件，通过细菌共生来抑制或降低采出液中硫酸还原菌的数量，迅速生成有益菌群的强势环境，使硫化物始终保持在极低的标准以下，即使存在一定数量的硫酸盐还原菌也不会使硫化物升高，它们产生的硫化物在瞬间将被有益菌群代谢掉，使油井井筒内管杆泵及其它工具均处于一种良性循环状态。

应用的18口油井，投加亚硝酸盐后均达到一定的防腐效果。对比近3次免修期，从目前来看，2口井WM92、WM222C应用效果稍差，8口井WM499、WMN381、WM1-58、WC 10-24、WC58-31H，WC58-34、MZW94-10、MZW95-12有效，效果待进一步观察。2口井WC 10-14、WC58-43应用效果非常好。

典型井例：WC10-14

WC10-14油井，日产液35方，含水95%以上，之前未表现出腐蚀特性，2016年2月以前不加缓蚀剂。但是从2016年2月-6月，连续腐蚀躺井4次，平均免修期仅39天。3次调整防腐药品类型、同时上提泵挂300m减少偏磨的协同作用仍无法控制腐蚀躺井，于2016年7月暂关井。通过取样化验，该井产出液中二价硫含量大于30mg/l，说明该井腐蚀因素是硫化氢腐蚀，属于典型的硫酸盐还原菌腐蚀特征。

因此，2016年10月上作业进行恢复作业，对井筒内和地层近井地带通过注入适量的杀菌剂，开抽前向油套环空投加浓度1500ppm的亚硝酸盐，来抑制硫酸还原菌。投加后检测产出液中二价硫明显下降，直至降为零，说明投加的亚硝酸盐对硫酸还原菌起到了明显的抑制消除作用，同时产出液中的铁离子也明显下降。开抽后每天套管投加亚硝酸钠，初期1500-3000ppm进行杀菌，之后浓度逐渐降低到目前的500ppm左右。该井2016年10月2日开抽后正常生产463天，是亚硝酸盐治理H2S腐蚀成功的最典型井例。

3.应用颗粒状固体缓蚀剂，遏制井筒腐蚀

固体缓蚀剂的释放可以分为两个阶段，第一阶段为表面骨架材料溶蚀与缓蚀剂溶解阶段，第二阶段是缓蚀剂从内部骨架向外扩散阶段。第一阶段缓蚀成分的溶出速率初期速率较快（72h内），能较快的达到有效保护金属的有效浓度；以后基本保持稳定，释放速率较为缓慢，缓蚀剂已经达到了缓慢释放的阶段。

2017年2月开始，选取8口腐蚀严重油井进行颗粒状固体缓蚀剂的投加试验，平均可检残余浓度周期90天左右，应用效果较好。针对卡封井或腐蚀严重油井作业完井前，向套管投加一定比例的固体缓蚀剂，可以有效减缓尾管腐蚀。对于一部分腐蚀严重且管理困难的油井，投加固体缓蚀剂可以减少人为干扰造成的加药不到位引起的腐蚀问题。

三、现场应用效果分析

通过对顽固腐蚀油井防治技术的综合应用，顽固腐蚀油井20口的腐蚀躺井频次由近两年年均27.5井次下降到2017年的9井次，平均免修期由183天延长至361天，大大降低了腐蝕因素躺井，治理效果突出。

投入：安装井口挂片装置、实验费用、亚硝酸盐费用及防腐配套等共计投入约69.3万元；

产出：减少腐蚀因素躺井作业费用、作业占产等合计产出377万元。

投入产出比为1：5.44。

四、结论与认识

（一）治理腐蚀严重油井，对好症是根本，加好药是关键。

（二）应随产出液性状变化及时分析、评价、调整加药方案，应用新型防腐技术，保证防腐效果的持续有效。

（三）硝化技术能够有效地控制油井由于SRB引起的腐蚀，对不同的油井进行室内配伍实验，才能取得好的现场应用效果。

参考文献：

[1]尹依娜，等.塔河油田机采井腐蚀与防治。石油化工腐蚀与防治，2009（S1）.

[2]汤天遴，郑立群.腐蚀监测技术在中原油田的应用[A].第二届石油石化工业用材研讨会论文集[C]，2001.