王先民 程江 張榮奇

摘 要：腐蝕問(wèn)題一直以來(lái)都是采油廠油氣開(kāi)采和集輸系統(tǒng)過(guò)程中的常見(jiàn)問(wèn)題，目前導(dǎo)致集輸系統(tǒng)腐蝕的主要原因有氯離子濃度高，碳酸氫離子比較低，并且如果單井中含有硫離子和二氧化碳，將會(huì)導(dǎo)致腐蝕問(wèn)題更加復(fù)雜。本文將主要通過(guò)對(duì)大慶油田采油廠的集輸系統(tǒng)的產(chǎn)出水，原油以及污水進(jìn)行腐蝕調(diào)查研究，通過(guò)分析得出導(dǎo)致集輸系統(tǒng)發(fā)生腐蝕的主要原因，并且得出分析結(jié)論，希望對(duì)日后的工作有所幫助。

關(guān)鍵詞：采油廠；油氣開(kāi)采；集輸系統(tǒng)；腐蝕預(yù)測(cè)

自從大慶油田開(kāi)發(fā)以來(lái)，地面的各種管道線路以及設(shè)備都出現(xiàn)了不同程度的腐蝕，如果采油廠的集輸系統(tǒng)發(fā)生腐蝕，那么將會(huì)嚴(yán)重影響油氣的質(zhì)量，但是由于更換新的地面管線或者設(shè)備將會(huì)花費(fèi)大量資金，不利于采用廠的經(jīng)濟(jì)建設(shè)的，因此必須對(duì)集輸系統(tǒng)的腐蝕進(jìn)行預(yù)測(cè)研究，然后針對(duì)不同種類(lèi)的腐蝕采用有效的措施來(lái)提高設(shè)備和管線的使用壽命，從而減少采油廠的支出。

一、腐蝕實(shí)驗(yàn)研究

在進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)的過(guò)程中，首先要選取具有代表性的水樣，然后對(duì)水樣進(jìn)行靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)測(cè)定，進(jìn)行靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)用到的主要方法是經(jīng)典失重法，在進(jìn)行完靜態(tài)腐蝕試驗(yàn)之后，再經(jīng)營(yíng)靜態(tài)，動(dòng)態(tài)下腐蝕速率的測(cè)定，在進(jìn)行測(cè)定腐蝕速率的實(shí)驗(yàn)中用到的儀器主要是微分極化腐蝕測(cè)試儀。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)腐蝕的速率主要受氯離子濃度和碳酸氫離子濃度的影響，而當(dāng)氯離子濃度高，碳酸氫離子濃度低時(shí)發(fā)生腐蝕的速率最快。通過(guò)對(duì)大慶油田采油廠的水樣進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)，我們可以發(fā)現(xiàn)雖然水樣的總礦化度比較低，但是存在著一種氯離子濃度高，碳酸氫離子濃度低的態(tài)勢(shì)，所以目前采油廠集輸系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題很?chē)?yán)重，并且這種腐蝕主要是均勻腐蝕和潰瘍腐蝕。另外，如果影響腐蝕速度的原因還有空氣中的氧氣濃度和空氣的攪拌速度。原油中是否有油包水是影響碳鋼腐蝕速率的原因，因?yàn)槿绻椭袥](méi)有油包水，那么碳鋼基本不腐蝕或者腐蝕的速率很低，如果原油中存在著油包水，那么腐蝕的速率很大，且呈現(xiàn)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。水質(zhì)查的單井和含硫化物的單井腐蝕速率都比較快，因此，采油廠應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)這些單井重視，積極采取相應(yīng)的的腐蝕防護(hù)措施。

二、腐蝕實(shí)驗(yàn)分析

1、水質(zhì)分析

通過(guò)對(duì)大慶油田采油廠的水質(zhì)進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)水質(zhì)的總礦化度比較高，如果水質(zhì)中具有高濃度的氯離子和碳酸氫離子，那么這兩種離子將會(huì)發(fā)生反應(yīng)，最終導(dǎo)致碳鋼在發(fā)生均勻腐蝕的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生嚴(yán)重的局部腐蝕而導(dǎo)致穿孔。但是，通過(guò)對(duì)我們采油廠的水質(zhì)進(jìn)行分析我們發(fā)現(xiàn)氯離子濃度高，但是碳酸氫離子濃度卻很低，由此可見(jiàn)氯離子是導(dǎo)致采油廠集輸系統(tǒng)腐蝕的主要原因，另外產(chǎn)出水的溫度適宜，由于存在著硫離子和氧氣，所以集輸系統(tǒng)的腐蝕將會(huì)更加嚴(yán)重。

3、腐蝕產(chǎn)物分析

通過(guò)對(duì)腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行分析，我們可以發(fā)現(xiàn)大慶油田采油廠的腐蝕產(chǎn)物主要是三氧化二鐵和碳酸鈣。腐蝕產(chǎn)物不同，那么導(dǎo)致腐蝕的原因也不一樣，大慶油田采油廠導(dǎo)致腐蝕的原因主要是氯離子和氧氣發(fā)生反應(yīng)，然后形成棕黃色的繡層表面，內(nèi)層主要為灰黑色疏松物。

3、電化學(xué)測(cè)量

在進(jìn)行電化學(xué)測(cè)量的過(guò)程中，我們用到的是332系統(tǒng)，并且在室溫的環(huán)境下進(jìn)行，在測(cè)量過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了陽(yáng)極極化時(shí)，在不同的水質(zhì)中，電解表面的溶解形態(tài)也會(huì)不同。腐蝕產(chǎn)物或者體系中的某些離子都會(huì)不會(huì)對(duì)速率有明顯的影響。陰極反應(yīng)過(guò)程不僅有水中的氧氣參與，而且還有水中的氧化物參與，因此在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生的腐蝕情況，如果要判斷發(fā)生腐蝕的原因不僅需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的問(wèn)題，速率，腐蝕的現(xiàn)象，而且還需要根據(jù)水中的氧含量和水質(zhì)成分的波動(dòng)情況進(jìn)行判斷。

三、結(jié)論

1、大慶油田油井產(chǎn)出水的水質(zhì)大部分為較弱的結(jié)垢型水，而這種水質(zhì)很容易在集輸系統(tǒng)表面形成碳酸鈣，如果在集輸系統(tǒng)表面上形成了碳酸鈣，那么將會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的輸液能力，因此采油廠應(yīng)該注重對(duì)集輸系統(tǒng)的防垢，從而保證集輸系統(tǒng)的高效性。

2、通過(guò)對(duì)大慶油田進(jìn)行腐蝕試驗(yàn)的，我們可以發(fā)現(xiàn)大慶油田水質(zhì)中的氯離子濃度和其他油田的氯離子濃度基本沒(méi)有差別，但是大慶油田水質(zhì)中的碳酸氫離子濃度非常的低，因此大慶油田潛在的腐蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重。高氯離子濃度和低碳酸氫離子濃度帶來(lái)的腐蝕主要是均勻腐蝕和潰瘍腐蝕。如果集輸系統(tǒng)發(fā)生了結(jié)垢，那么將會(huì)有效制止這種腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，而導(dǎo)致這一現(xiàn)象的主要是因?yàn)樾纬傻乃赴迅g部位給覆蓋了，但是為了保證集輸系統(tǒng)的高效性必須多其進(jìn)行防垢工作，所以采油廠在進(jìn)行防垢工作的同時(shí)，也要考慮抑制腐蝕的問(wèn)題。

3、在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，大慶油田有部門(mén)單井中的原油和水中含有一定量硫化物，特別是以油包水形式存在的油井，腐蝕現(xiàn)象更為嚴(yán)重，因?yàn)榱蚧锖脱鯕獍l(fā)生反應(yīng)，可以加快集輸系統(tǒng)的腐蝕速率。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，采油廠必須對(duì)個(gè)別油井的腐蝕問(wèn)題引起高度的重視，因?yàn)椴唤鉀Q個(gè)別油井的腐蝕問(wèn)題，不僅會(huì)對(duì)其造成嚴(yán)重的危害，而且還會(huì)對(duì)集輸系統(tǒng)造成嚴(yán)重的腐蝕，從而在一定程度上影響了采油廠生產(chǎn)的效率。

4、水中的氧氣或者氧化物是導(dǎo)致腐蝕的關(guān)鍵因素，因?yàn)闉榱艘种萍斚到y(tǒng)腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生，必須從根本上解決問(wèn)題，也就是杜絕含氧物質(zhì)的來(lái)源。如果含氧物質(zhì)進(jìn)入注液系統(tǒng)，那么將會(huì)加快集輸系統(tǒng)腐蝕的速率，為了杜絕含氧物質(zhì)的來(lái)源，我們可以在注水系統(tǒng)中采用相應(yīng)的防氧技術(shù)措施。

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第一作者簡(jiǎn)介：王先民，1973年3月出生，現(xiàn)就職于大慶油田有限責(zé)任公司第八采油廠，大慶油田首席技師。