缓蚀剂注入技术的应用

缓蚀剂注入技术的应用

【摘要】普光气田高含h2s，腐蚀情况十分严重，对于解决气田的腐蚀，缓蚀剂应用是一项重要的课题。

【关键词】腐蚀缓蚀剂 h2s

普光气田高含h2s，腐蚀情况十分严重，对于解决气田的腐蚀，缓蚀剂应用是一项重要的课题。

1 高含h2s的现状

普光气田是我国迄今为止规模最大、丰度最高的特大型海相整装气田，气层埋藏深。该气田地层复杂，是公认的世界级难题。在油气开采中腐蚀情况十分严重，造成油（套）管腐蚀穿孔断裂、输气管线爆裂等。因此，缓蚀剂防腐工艺技术防护问题具有重要意义。

2 腐蚀现象解决措施——缓蚀剂

随着气田的进一步开发，气井缓蚀剂注入的应用是一项重要的课题。针对含元素h2s，s，co2腐蚀，常用的缓蚀剂品种有：

（1）咪唑啉型缓蚀剂；

（2）胺类缓蚀剂；

（3）除硫剂；

（4）其它类型缓蚀剂。

2.1 咪唑啉型缓蚀剂

咪唑啉型缓蚀剂的突出优点是当金属与酸性介质接触时，它可以在金属表面形成单分子吸附膜，以改变氢离子的氧化还原电位，也可以络合溶液中的某些氧化剂，降低它的电位来达到缓蚀的目的。

2.2 胺类缓蚀剂

胺类缓蚀剂对抑制酸腐蚀，co2腐蚀和少量h2s腐蚀很有效，其缓蚀机理是通过分子中极性基中心n原子所含的孤电子对与铁的d 电子空轨道形成配位键，吸附并覆盖于金属表面而起缓蚀作用的。由于这种吸附属化学吸附，吸引力大、脱附难，所以利用这种吸附成膜的缓蚀剂，缓蚀效果好。胺类缓蚀剂包括脂肪胺、环脂胺、芳胺及杂环胺。2.3 除硫剂

气井中h2s含量较高时必须除硫。加入除硫剂是抑制h2s腐蚀较好的方法。除硫反应可分成两类：一类是可溶性硫离子与金属离子反应生成不溶性的金属硫化物，例如zn2++s2-→zns↓，另一类是可溶性硫化物转化为其它价态。例如用氧将h2s氧化为元素硫

2h2s+o2→2fes↓+3h2o，某些除硫剂同时参与这两类硫，例如fe2o3与h2s反应，即生成fes沉淀，又生成元素硫fe2o3+h2s→2fes↓+3h2o，常用的除硫剂有碱性碳酸锌、碳酸铜、海绵铁等。

2.4 其它类型缓蚀剂

含羟基和硫醚基团的吡啶嗡盐，是一种高效酸化缓蚀剂。不仅可作为深井酸化缓蚀剂，还可用于油气井、煤厂、油田注水及废水处理系统，防止h2s、co2、有机盐、盐水等对金属的腐蚀。其使用浓度为75～250mg/ l。它的特点是热稳定型高，在高温（120℃～300℃）酸介质中的缓蚀效果较一般的吡啶衍生物好，且兼有缓蚀、破乳、阳离子表面活性剂等功能，是一种多功能高效缓蚀剂，其投加量常为酸液质量的0.1%～4%。

3 缓蚀剂现场注入的应用

3.1 缓蚀剂注入装置

缓蚀剂加注装置由撬座、药剂储存罐、隔膜计量泵、遮阳棚、防爆电控柜、防爆接线柜及管汇、阀门、流量计、压力表、脉冲阻尼器、流量标定柱、y型过滤器等组成。

在井口加注计量泵和外输管道加注计量泵中，各有一台泵备用。药剂储存罐容积8m3，用于储存加注介质，储存用量按60天设计；加注介质—缓蚀剂储存在药剂储存罐内，经y型过滤器过滤、隔膜计量泵加压后，通过流量计、管汇、阀门等管件注入井口或外输管线。隔膜计量泵的启/停由防爆控制柜控制，并接受远程信号，进行保护性停机。遮阳棚用于遮挡阳关、风雨，减少外界对设备的损毁，提高设备寿命。脉冲阻尼器用于减小介质加注的冲击，使加注量趋于平稳。流量标定柱用于标定流量计，准确计量加注量。y型过滤器用于截留加注介质中的固体悬浮物，防止杂质对管汇流程中各元器件造成损毁。

3.2 缓释剂注入量计算

缓蚀剂连续加注点设在每口井加热炉后管道，以及出站发球筒前管道两处。在腐蚀介质中一般注入缓蚀剂的量很少。对于缓释剂注入量，首先设定泵冲程于0%位置，通过撬内控制柜启动隔膜计量泵。之后，根据工艺要求，缓慢调节泵的冲程，使流量增加至工作值100%。在泵运行10-15分钟后对其流量进行标定。

连续注入缓蚀剂用量，年（3 6 5天）用量为9 8 6 0 0 l。计

算依据：35.6l/100×104m3，井口与外输汇管加注比例为1：1。例如：p303-1单口井一天的产气量为

65×104m3。

根据计算公式： 35.6×65/100=23.14

因为井口井口与外输汇管加注比例为

1∶1

所以p303-1单口井一天的缓释剂加注量为：

23.14/2=11.57≈12

p303-1单口外输管道一天的缓释剂加注量为：12

3.3 缓蚀剂注入效果

测定缓蚀剂效果最简便的方法是挂片试验。在停产或生产过程中，用专门的挂片工具将试片挂入装置内各个不同部位，经过一定时间取出试片称重，计算挂入试片前、后重量的变化。挂片腐蚀率的计算公式可按下式计算：

式中：

kw—腐蚀率，g/m2h；

w0—试前试片重量，g；w—试后试片重量，g；s—试片表面积，m2；t—挂片时间，h。

为了使挂片腐蚀速度接近实际腐蚀情况，一般挂片时间不应少于15—30d。根据使用缓蚀剂的具体情况，在生产实际中具体情况具体分析。

4 缓蚀剂注入的发展

从目前设备防腐情况来看，使用缓蚀剂是一种行之有效、经济效益显著的防腐手段。但对于缓蚀在生产中的实际应用，最佳投用量，适用环境及防护效果等问题研究投入很少，因此严重制约着缓蚀剂的进一步研究发展和推广应用，从而导致对气田防腐方案制定带有一定的盲目性，使油气田的腐蚀防护问题变得更加复杂化。

今后的工作重点应深入开展缓蚀剂的缓蚀作用机理和缓蚀剂分

子构型与缓蚀效果关系，设计合成新的高效低毒缓蚀剂；采用天然原料制造易生物降解的缓蚀剂，从而扩大缓蚀剂的应用范围，减少金属的腐蚀。总之，缓蚀剂加注技术应用应向高效多功能、无毒、无公害方向发展。