浅谈王南区油水井井筒腐蚀结垢的治理对策

浅谈王南区油水井井筒腐蚀结垢的治理对策

我国王南区油水井井筒腐蚀结垢问题十分的严重，给王南区油水井的开采和出油量带来了严重的影响。文章主要通过对油水井井筒腐蚀结垢的原因、结垢类型以及腐蚀的特点进行了分析，制定了防护方案，以此对生产中出现的井筒腐蚀和结构进行控制，保证油水井的正常生产。

标签：王南区；油水井；井筒；腐蚀结垢

1 王南区油水井井筒腐蚀结垢的现状

长庆油田王南区属于低渗透、特低渗透油田，其特点是各层启动压力梯度差别大，剖面非匀质性严重，多段动用的注水井剖面矛盾较大，部分油层段得不到能量补充，注水效果较差。经过多方的研究实验证明对油藏多层开采区域采用分层注水的措施，有利于油藏的开发。但是对于低渗透、特地渗透油田的注水开发使油井下部油管杆、尾管出现腐蚀、套破井尾管腐蚀穿孔比较严重。王南区油井腐蚀结垢主要表现为：（1）油井管杆结垢为自然垢，垢型为Caco3。（2）套管破损造成不同层位的水型不相配而使管杆结垢；通常套破层位为洛河层，垢型为Caso4。（3）王南区油井腐蚀主要集中在王54-017井组（7口油井，3口水井），王53-018井组（2口油井），王47-0018井组（7口油井），3个井组的开采层位均为东南长612层，腐蚀特点均为点状腐蚀。近几年因为腐蚀造成的作业频次达到了80次以上，占到了全部作业的38%。其中由于腐蚀造成有杆断及接箍断作业达到45次，占到故障作业的50%；由于腐蚀造成油管、尾管穿孔现象严重。并且随着含水量的上升，油井井下工具的腐蚀日益严重，出现油管刺漏、断脱，穿孔以及抽油杆圆形。

2 油水井井管腐蚀结构的原因分析

对我国王南区油井井管结垢的原因进行分析，就要对油水井采出液以及水质情况进行一个比较全面的认识，选定腐蚀结垢比较严重的几口油井进行水质普查、分析水的成分，并在此基础上进行腐蚀因素的实验研究和水质结垢实验研究，确定腐蚀的主要因素，分析腐蚀的主要原因，以确定结垢因素和清除结垢的方法。

2.1 腐蚀的因素分析

在绝大多数的油井井筒中，除了烃以外，还有含有不同成分的水体，与此同时，由于地质构造环境物理化学条件的不同，还含有不同种类，不同数量的溶解气体，例如，二氧化碳、硫化氢、氧气等组成了复杂的腐蚀体系。

2.2 二氧化碳的腐蚀

王南区油藏地层产出水中含有一定量的二氧化碳，使得水呈现弱酸性，导致金属发生腐蚀。主要表现为二氧化碳溶解在水中生成了碳酸以后引起了电化学腐

蚀，二氧化碳对于碳钢的腐蚀为管内腐蚀，主要表现为均匀腐蚀，冲刷腐蚀和坑腐蚀。

2.3 硫化氢腐蚀

王南区油田混合水中含有不同程度的硫化氢和溶解氧，和二氧化碳一样，硫化氢溶解在水中，不仅仅产生了全面腐蚀而且产生了局部腐蚀，腐蚀产物硫化物、硫化铁，因为结垢疏松而产生垢下腐蚀。

2.4 偏磨腐蚀

偏磨和腐蚀并不是简单的相加，而是相互作用，相互促进，而这结合具有更大的破坏性，由于受到了偏磨的采油设备表面而被活化，成为了电化学腐蚀的阳极，从而形成了大阴极小阳极的电化学腐蚀，而产出液是强电解质，具有强腐蚀性，对电化学腐蚀起到催化作用，更加剧了腐蚀，阳极被牺牲，即偏磨处优先被腐蚀。由于腐蚀使杆、管偏磨表面更粗糙，从而磨损更严重。

2.5 细菌腐蚀

通过对王南区油田选定的几口腐蚀油井细菌含量的分析可以得出，在采出液中，含有大量的TGB、SRB等菌种。这些菌种潜伏在地层水和岩石中，当开采生成的新环境有利于细菌的生长时，这些菌种就会大量的繁殖。

2.6 结垢腐蚀

王南区油田水中存在着大量的阴阳离子，钢材表面一旦形成结垢以后，就会产生垢下腐蚀。水质的物理化学条件变化会引起易溶垢的反复溶解、析出，尤其是垢下金属不断被溶解、侵蚀、结垢、溶解的反复作用过程导致构件腐蚀。

2.7 地质条件的因素

造成油井腐蚀的地质因素很多，包括了地层的分均质性、油层倾角、岩石性质和组分、地层中断层的活动、地震活动、地壳运动尤其是水岩地质化学作用等，这些地质因素成为了导致油水井技术状况变差的客观的、内在的条件。

3 王南区油水井井筒腐蚀结垢的治理对策

3.1 除垢技术

3.1.1 化学防护法

经过相关的室内试验可以得出，阻垢剂HQ-1、TZH-01对试验井有较好的阻垢作用，投加量为15mg/L。随检泵在尾管处加入固体防垢筒BER-110，可以有效缓解油井的自然结垢，延长油井检泵周期。

3.1.2 磁处理技术防护法

磁处理技术是一项高效节能的新技术，通过磁场对溶液中的离子产生作用，使得水中的钙、镁盐类结垢物的针状结晶改变成颗粒状晶体，使它们不能交织在一起成为坚硬的水垢附着在器壁或者是管壁上，而成为微小的颗粒沉淀于底部，随排污排出，从而达到防垢的作用；通过磁处理的水，对原有的老水垢还可以起到逐渐剥蚀、软化、松动、龟裂、脱裂的作用。

3.2 防腐蚀实验

3.2.1 化学防护方法

王南区油水井腐蚀防护除了采用工程防腐技术以外，还可以采用投加化学剂，这是简单、方便、有效的方法之一。该方法能够起到长期防护的作用。我区投加的金属缓蚀剂为AD43-1，投加量为1.1L/d。现场实践表明投加缓释剂具有一定的缓蚀效果，此外经相关实验确定，缓蚀剂HI-04在投药量为60mg/L时，腐蚀速度可以控制在0.058mum/a左右。

3.2.2 内防腐涂料技术

环氧粉末涂料的构成主要有环氧树脂、固化剂、颜料以及各种添加剂，环氧粉末涂料的主要优点有很强的防腐性能，一次性的涂厚以后，不易挥发，涂层平整，牢固等。在经过科研人员的不懈努力以后，制成的重防腐环氧粉末涂料，具有极强的吸附能力，柔韧性好，硬度高，防腐的性能优良等，因此成为了我国油田主水管道最主要的防腐涂料。液体的环氧树脂和甲苯二异氰酸酯发生化学反应，生成了羟基的共聚物，这就是这种新型的环氧改性聚氨酯重防腐涂料的漆基，在与研制的固化剂相互匹配，使这种新型防腐涂料具有耐酸碱性、耐油性、耐化学介质、附着力强、涂膜强度和耐磨的性能，这种新型的环氧改性聚氨酯重防腐涂料在油田污水、卤水管道以及设备内壁中的应用取得了良好的效果。

4 结束语

随着我国油田相继进入高含水阶段，油水井井筒腐蚀结垢成为了各油井的普遍现象。造成油井井筒腐蚀结垢的因素是多方面的，不同环境，不同地质特征，腐蚀结垢的形式也有所不同。在对油井井筒腐蚀结垢类型和腐蚀机理进行了解的基础上，根据不同油井的实际腐蚀环境、介质，因地制宜，有的放矢地采用经济合理的防腐措施是减缓和控制腐蚀结垢的有效途径。

参考文献

[1]张吉明.油井井筒腐蚀结构及防垢除垢工藝研究[J].天津工业大学，2007.

[2]陈力.注采井筒防腐除垢技术研究[J].中国石油大学，2011.