油田污水介質(zhì)對管線化學(xué)腐蝕影響因素分析獲獎科研報告

油田污水介質(zhì)對管線化學(xué)腐蝕影響因素分析獲獎科研報告摘

要：在油田開采過程中，污水處理是其中非常關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)，然而在過去的油田開采過程中，一味地追求開采的速度，忽視了對污水進(jìn)行處理，油田污水中含有的有害物質(zhì)隨著污水被排放到油田周圍，對油田周圍的生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。

關(guān)鍵詞：油田污水;化學(xué)劑種類;腐蝕;應(yīng)用

1.前言

管道內(nèi)底部水的流動會加速積水對管道內(nèi)壁的腐蝕作用，流動加速腐蝕是一種廣泛存在的腐蝕現(xiàn)象，影響著化工、儲運、電廠、冶金以及核電站等的運行安全，導(dǎo)致管道和設(shè)備的快速失效和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.化學(xué)劑在油田污水處理中的應(yīng)用種類

2.1殺菌劑

油田污水中含有大量的有害細(xì)菌，其產(chǎn)生的有害物質(zhì)會對水源造成嚴(yán)重影響，不僅如此，在油田開采過程中使用含有有害細(xì)菌的水源還會對油田開采造成影響，降低石油品質(zhì)。因此在污水處理的過程中，殺菌劑是必不可少的。當(dāng)前殺菌劑的種類有很多，包括季銨鹽類、季膦類、醛類、雜環(huán)類、復(fù)合型和多功能型等，這些種類的殺菌劑中，單一的醛類、季銨鹽類、雜環(huán)類殺菌劑都具有一定的局限性，因此在實際的使用過程中，大多數(shù)油田使用的是復(fù)合型和多功能型殺菌劑，通過融合多種類型的殺菌劑，在達(dá)到良好殺菌效果的同時，降低對環(huán)境造成的污染。

2.2緩蝕劑

油田污水中含有大量的腐蝕物質(zhì)，包括硫化物和酸根離子，這些腐蝕物對于水管的腐蝕作用明顯，不僅會縮短水管的使用壽命，嚴(yán)重時，還會造成水管破裂，導(dǎo)致污水泄露，因此需要在污水中添加緩蝕劑，將污水中的腐蝕物去除。緩蝕劑的種類有很多，包括有機(jī)類緩蝕劑和無機(jī)類緩蝕劑。有機(jī)緩蝕劑的種類，包括咪唑琳類、銨鹽和季胺鹽類、雜環(huán)類、低聚或縮聚型、低毒高效型及多功能型緩蝕，當(dāng)前低毒高效型和多功能型的緩蝕劑應(yīng)用較多，低毒高效型具有良好的緩腐蝕效果，并且成本低廉，而多功能型的緩蝕劑則結(jié)合了多種緩蝕劑，具備多種緩蝕劑的功能，無機(jī)緩蝕劑的品種則相對較少，而且在使用的過程中，需要大量添加。

2.3阻垢劑

在油田污水中，容易出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，因此需要在污水中添加阻垢劑。在油田污水處理中，較為常見的是天然阻垢劑、有機(jī)磷酸酯鹽類、有機(jī)膦酸類、無機(jī)聚磷酸鹽類、聚合物類和綠色阻垢劑，在這些阻垢劑中，天然阻垢劑和有機(jī)磷酸酯鹽類阻垢效果比較差，使用相對較少，而其他幾類阻垢劑的阻垢效果比較好，而且本身所含有的有害物非常少，在實際的油田污水處理中應(yīng)用得比較多，特別是綠色阻垢劑，不僅綠色環(huán)保，而且在使用的過程中成本也比較低，因此被認(rèn)為是最有前景的阻垢劑。

2.4絮凝劑

在油田污水中，含有大量的油性物質(zhì)，這些物質(zhì)不溶于水，一旦排放，將對河流生態(tài)造成嚴(yán)重影響，為此需要在油田污水中加入絮凝劑，去除水中油性物質(zhì)，絮凝劑通過吸附電中和、吸附架橋和沉淀網(wǎng)捕等作用，能夠使得水中的油性污染物發(fā)生沉淀，達(dá)到去除的目的。當(dāng)前被應(yīng)用最多的是合成的有機(jī)高分子絮凝劑，這種絮凝劑本身的毒性較小，效果比較理想，而且使用的成本也比較低。

2.5除硫劑

污水中含有大量的硫化物具有較強(qiáng)的腐蝕作用，為此需要使用除硫劑，去除其中的硫化物，除硫劑中分為氧化型除硫劑和沉淀型除硫劑，在實際中，沉淀型的除硫劑使用較多，這類除硫劑中通常含有鐵離子等金屬鹽，當(dāng)這類金屬鹽被放入污水中后，能夠與硫化物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀，從而達(dá)到去除硫化物的目的。

3.腐蝕離子影響規(guī)律

3.1Cl-影響規(guī)律

設(shè)置油水混合物腐蝕試驗環(huán)境，開展油水混合物條件下的腐蝕速率測試。水相采用蒸餾水，其中加入不同量的NaCl顆粒，形成不同濃度的Cl-溶液，試驗溫度為室溫。將腐蝕掛片置入油水混合物溶液中，間隔取出掛片測試，測量對應(yīng)的掛片失重，計算對應(yīng)的腐蝕速率，測試周期為5天。每100g水中含有不同Cl-濃度下的腐蝕速率可以看出，Cl濃度的改變基本沒有影響油水混合物對金屬的均勻腐蝕速率。因此，在油田管線內(nèi)腐蝕速率的計算中，可以忽略Cl-對管線均勻腐蝕的影響。

3.2Ca2+影響規(guī)律

設(shè)置油水混合物腐蝕試驗環(huán)境，開展油水混合物條件下的腐蝕速率測試。其中，水相采用蒸餾水，其中加入不同量的CaCl2顆粒，形成不同濃度的Ca2+溶液。試驗溫度為室溫。將腐蝕掛片置入油水混合物溶液中，間隔取出掛片測試，測量對應(yīng)的掛片失重，計算對應(yīng)的腐蝕速率，測試周期為5天。每100g水中含有的Ca2+濃度，可以看出，Ca2+濃度的改變基本沒有影響油水混合物對金屬的均勻腐蝕速率。因此，在油田管線內(nèi)腐蝕速率的計算中，可以忽略Ca2+對管線均勻腐蝕的影響。

4.化學(xué)劑在油田污水處理中的應(yīng)用步驟

第一階段是除菌和緩蝕，在污水中加入適量的除菌劑對污水進(jìn)行殺菌處理，確保污水中無有害細(xì)菌，其次是在水中加入緩蝕劑，減少水中腐蝕性物質(zhì)的含量，以延長水管的使用壽命。第二階段是絮凝、阻垢和去硫，除硫在污水處理中非常重要，污水中含有硫化氫氣體和腐蝕性極強(qiáng)的硫酸銨和硫酸鹽等腐蝕性非常強(qiáng)的有害物質(zhì)，會造成油管破裂，影響石油開采，不僅如此，這些物質(zhì)一經(jīng)排放會對周圍生態(tài)帶來毀滅性的影響，因此除硫劑的使用非常關(guān)鍵;在油田污水中含有的油性物質(zhì)如果不經(jīng)處理，容易在水管中沉積導(dǎo)致水管堵塞，因此在污水經(jīng)過除菌處理后，要使用絮凝劑，去除水中的油性物質(zhì);最后是阻垢處理，污水中含有鎂、鈣和鋇離子的沉淀物，會出現(xiàn)結(jié)垢現(xiàn)象，造成油田產(chǎn)量的降低、管道開裂的嚴(yán)重后果，在經(jīng)過處理后，石油污水在排放前還應(yīng)該進(jìn)行檢測，確保排放的污水達(dá)到相關(guān)