王瑞霞

摘要：隨著油田開(kāi)采進(jìn)入中后期，采出液含水上升，油井防腐成為目前重點(diǎn)工作，文衛(wèi)采油廠油井腐蝕類型分為CO和HS腐蝕，針對(duì)常規(guī)液態(tài)緩蝕劑在防腐性能上存在一定的弊端，本文主要論述了文衛(wèi)采油廠針對(duì)常規(guī)防腐無(wú)法保護(hù)進(jìn)液口以下油套管防腐盲區(qū)、卡封生產(chǎn)井等一些特殊井，開(kāi)展顆粒固體緩蝕劑的研究與應(yīng)用取得了突破性的進(jìn)展。

關(guān)鍵詞：油井防腐;腐蝕因素;緩蝕劑;防腐對(duì)策

一、項(xiàng)目概況

文衛(wèi)采油廠共有油井581口，防腐加藥油井達(dá)570口，油井腐蝕類型分為CO和HS腐蝕，由于常規(guī)液態(tài)緩蝕劑在防腐性能上存在一定的弊端，如無(wú)法保護(hù)進(jìn)液口以下油套管防腐盲區(qū)、因特殊環(huán)境因素?zé)o法及時(shí)加藥以及高液量井因加藥罐內(nèi)藥液濃度高造成藥液掛壁嚴(yán)重等問(wèn)題，一定程度上影響了防腐效果，增加了控躺的難度。

二、油井腐蝕因素分析

1.溶解氣體的影響

（1）CO的影響

C0腐蝕最典型的特征是呈現(xiàn)局部的點(diǎn)蝕、輪癬狀腐蝕和臺(tái)面狀坑蝕。其中，臺(tái)面狀坑蝕穿孔率很高，通常腐蝕速率可達(dá)3-7mm/a，無(wú)氧時(shí)腐蝕速率高達(dá)20mm/a。

研究表明，CO腐蝕與其所處環(huán)境中的溫度、分壓、流速有關(guān)，其中分壓起著決定性作用。當(dāng)溫度一定時(shí)，CO氣體的分壓愈大，材料的腐蝕愈快。

（2）HS的影響

溶解于水中的HS具有較強(qiáng)的腐蝕性。碳鋼管線在含有HS的介質(zhì)中會(huì)發(fā)生氫去極化腐蝕，碳鋼的陽(yáng)極產(chǎn)物鐵離子與硫離子相結(jié)合生成硫化亞鐵，介質(zhì)中的HS還有更嚴(yán)重的腐蝕破壞形式，能使金屬材料破裂，這種破裂在低應(yīng)力狀態(tài)下就可發(fā)生，甚至在很低的拉應(yīng)力下就可能發(fā)生晶間應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂。當(dāng)酸性溶液中含有HS時(shí)，pH值和HS的濃度存在協(xié)同效應(yīng)，即溶液酸性越強(qiáng)，HS濃度越大，腐蝕速率越快。

對(duì)于HS和CO共存的體系，當(dāng)CO和HS分壓之比小于500時(shí)，F(xiàn)eS仍將是腐蝕產(chǎn)物膜的主要成分，腐蝕過(guò)程仍受HS控制。

2.介質(zhì)PH值的影響

在PH值和溶解氧很低的情況下，水的腐蝕主要是由氫的去極化作用控制。低pH值且含氧時(shí)，碳鋼表面是氫去極化和氧去極化反應(yīng)同時(shí)進(jìn)行，此時(shí)，碳鋼表面進(jìn)行的實(shí)際上是酸作用過(guò)程，腐蝕特征表現(xiàn)為均勻腐蝕。研究證實(shí)了pH值升高將引起腐蝕速率降低，由于pH值的持續(xù)升高，碳鋼出現(xiàn)鈍化，而可能生成FeCO保護(hù)膜，但該膜的出現(xiàn)又易引起垢下腐蝕和局部腐蝕。

3.鹽類及各種離子的影響

油田產(chǎn)出水中的溶解鹽類對(duì)油井的腐蝕有顯著的影響。酸性鹽（水解后產(chǎn)生酸性溶液的鹽類引起的腐蝕主要是氫去極化，這類鹽有AICl、NiSO、MnCl和FeCl等。Ca、Mg離子的存在會(huì)增大溶液的礦化度和離子強(qiáng)度，一般來(lái)說(shuō)，在其它條件相時(shí)，這兩種離子會(huì)加大局部腐蝕的嚴(yán)重性。

三、油井防腐對(duì)策分析

1、腐蝕類型的確定

經(jīng)過(guò)多年來(lái)躺井現(xiàn)場(chǎng)情況、腐蝕產(chǎn)物成分以及地層參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析，目前我廠各區(qū)塊的腐蝕類型已經(jīng)確定，主要分為HS腐蝕和CO腐蝕，其中衛(wèi)22塊、衛(wèi)2塊、衛(wèi)81等低滲區(qū)塊為典型的CO腐蝕，加藥類型為抗CO緩蝕劑，其余區(qū)塊為HS腐蝕，其中文明寨油田、衛(wèi)58塊、衛(wèi)95塊、衛(wèi)305塊為HS嚴(yán)重腐蝕區(qū)塊，個(gè)別井取樣分析存在HS和CO井兩項(xiàng)腐蝕，加藥類型分別為普通緩蝕劑、抗CO緩蝕劑以及還處于評(píng)價(jià)階段的雙抗型緩蝕劑。

2、加藥方式的確定

套管沖擊式加藥方式：對(duì)于不含氣的油井采用套管沖擊式加藥方式，投加濃度400PPm/3d，理論上一次投加后至第3天的緩蝕劑濃度能夠保持在100PPm，目前套加沖擊式加藥方式為管理一區(qū)主要加藥方式。

電子加藥柜連續(xù)加藥方式：該加藥方式適用于套管氣大的油井，管理二區(qū)、管理三區(qū)共管理電子加藥柜217臺(tái)，在管理過(guò)程中由于受套管氣影響，存在階段性下藥不勻，甚至加藥泵氣鎖的現(xiàn)象。

自制自重式連續(xù)加藥方式：不含套管氣的油井采用自制連續(xù)加藥裝置，且加藥罐加裝在井口，藥液從加藥罐直接進(jìn)入井筒，該加藥方式操作簡(jiǎn)單易管理。但是在冬季生產(chǎn)過(guò)程中，由于自制加藥柜沒(méi)有加熱系統(tǒng)，容易發(fā)生凍堵情況，為了保證冬季連續(xù)加藥效果，在不影響緩蝕效果的基礎(chǔ)上，需要在加藥罐內(nèi)加注復(fù)配的防凍劑。

3、連續(xù)加藥裝置的薄弱環(huán)節(jié)分析

連續(xù)加藥方式是目前認(rèn)為最好的防腐加藥方式，但是對(duì)于高液量井來(lái)說(shuō)，加藥柜受規(guī)格尺寸影響造成加藥罐內(nèi)的藥液濃度偏高，加上井液溫度高，易造成藥液在管外附著，導(dǎo)致入井藥劑濃度不夠。液體緩蝕劑難以到達(dá)井底附近，主要消耗在井筒上部，對(duì)進(jìn)液口下部井筒達(dá)不到防腐效果。

四、固體緩蝕劑形態(tài)及投加方式優(yōu)選

油井生產(chǎn)管柱進(jìn)液口下部的尾管、套管處于防腐盲區(qū)，篩管以下尾管腐蝕頻繁落井，油層上部套管腐蝕嚴(yán)重;另外隨著油區(qū)環(huán)境的日益復(fù)雜，在要害化工廠內(nèi)的油井防腐工作日益艱難。因此，研究應(yīng)用了固體顆粒緩蝕劑。與以往僅針對(duì)卡頂封無(wú)法實(shí)施正常加藥而使用的棒狀固體緩蝕劑相比，粒狀固體緩蝕劑可在正常生產(chǎn)時(shí)，通過(guò)專用設(shè)備進(jìn)行套管投加，利于套管周期性加藥。

（1）選井：投加粒狀緩蝕劑的油井，需處理井筒至合適位置，要有一定的沉砂口袋，保證固體緩蝕劑投加后不埋層，不影響油井產(chǎn)液量。

（2）完井預(yù)膜

由于粒狀固體緩蝕劑釋放緩慢，在投放初期井筒內(nèi)的緩蝕劑濃度無(wú)法達(dá)到緩蝕效果，為了達(dá)到好的緩蝕效果，油井完井時(shí)需套管預(yù)膜25Kg的緩蝕劑，使油井在開(kāi)抽初期能夠滿足緩蝕效果。

（3）加入量和加入周期

初次投加，根據(jù)油井理論液量設(shè)計(jì)每口井的投加量，釋放周期為3個(gè)月，粒狀固體緩蝕劑的密度為1.4g/cm，則固體緩蝕劑的投放量為理論液量*（50-80）ppm/d×2個(gè)月（60天）

（4）投放固體緩蝕劑后的管理

投加固體緩蝕劑的油井，要每周監(jiān)測(cè)產(chǎn)出液中緩蝕劑的殘余濃度、產(chǎn)出水中的鐵離子含量及腐蝕速率，根據(jù)緩蝕劑的殘余濃度及腐蝕速率找到每口井的投加規(guī)律。

五、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

2018年以來(lái)，文衛(wèi)采油廠共投加粒狀固體緩蝕劑12口井，投加后較投加前，單井平均免修期延長(zhǎng)了186天，且目前繼續(xù)有效。

（一）粒狀固體緩蝕劑防腐適用于文衛(wèi)采油廠高液量井的油井防腐，油井免修期得到了明顯延長(zhǎng)，防腐效果明顯。

（二）施工簡(jiǎn)單，該投加方式平均3月投加一次，常規(guī)加藥方式為3天一投加，藥劑從油套環(huán)空處加入不影響油井的正常生產(chǎn)，有效減少單井因結(jié)蠟作業(yè)井次，減少勞動(dòng)強(qiáng)度。

（三）該投加方式適用于正常套管井的投加，并計(jì)算好沉砂口袋，口袋小的油井要處理至滿足添加條件。

（四）第一次投加時(shí)要套管預(yù)膜25Kg液體緩蝕劑，使油井在開(kāi)抽初期能夠滿足緩蝕效果。

（五）在實(shí)施粒狀固體緩蝕劑過(guò)程中，加強(qiáng)殘余濃度、產(chǎn)出水中鐵離子含量及緩蝕速率的檢測(cè)，以便掌握每口井的準(zhǔn)確的加藥周期。