廣利油田腐蝕研究

廣利油田腐蝕機理及防腐措施研究

匯報提綱二、注入水腐蝕性研究一、概述三、油套管腐蝕機理研究六、研究結論五、防腐措施研究四、腐蝕影響因素的研究一、概述

廣利油田自74年投入開發(fā)，已有30多年的歷史，目前綜合含水高達95.7%，86年開始出現(xiàn)套損井，至2003年4月套損井高達106口，占油水井總數(shù)的41.8％，套損井的大量出現(xiàn)使得廣利油田開井數(shù)和產(chǎn)量急劇下降，開井數(shù)下降到145口，年產(chǎn)量下降到20萬噸。套管損壞類型以穿孔漏失、破裂漏失為主，并且注水井的損壞比例高。該油田共有注水井207口，現(xiàn)在能正常注水的只有70口左右。

現(xiàn)場套管損壞狀況

廣利油田腐蝕嚴重，尤其是注水井油套管。本課題，從注入水的水質(zhì)，油套管的腐蝕產(chǎn)物分析等角度，研究了廣利油田的腐蝕機理，并進一步研究了防腐措施。一、概述二、廣利油田注入水腐蝕性研究1、水質(zhì)分析取樣點pH值溶解氧（mg/L）硫化物(mg/L)游離CO2(mg/L)SRB(個/mL)TGB(個/mL)

FB(個/mL)

廣利來水5.85<0.051-2227.12.50.60廣利外輸5.83<0.051-2218.362.50.6廣一注水站5.86<0.01

1-2221.86602.514-7配水間

6.56<0.01

0.5190.1660L24-14井/表層8.9<0.010.401302.50L24-14井/500米8.83<0.01006.0×103

1.4×104

2.5

L24-14井/1000米9.06<0.01002.5×104

>1.1×105

6.0底井

井深1000m

井深500m

井口水萊24-14注水井環(huán)空液變化情況：二、注入水腐蝕性研究1、水質(zhì)分析取樣點Ca2+

mg/LMg2+mg/LCl-mg/LSO42-(mg/L)HCO3-mg/LCO32-mg/LOH-mg/L礦化度mg/L廣利來水1615

31120899944660034393廣利外輸16333102091990478003446424－14注水井井口14382711929352397003186724－14注水井/1000m14372361883235067.0919.0230697主要離子分析結果2、離子分析二、水質(zhì)腐蝕性研究鈣鎂離子呈減小的趨勢，說明注水井內(nèi)結垢嚴重3、腐蝕趨勢研究廣利外輸配水間

500米

1000米

二、注入水腐蝕性研究動電位極化曲線取樣點外輸14-7配水間24-14/500m24-14/1000m腐蝕電流（uA）63.33118.0203.7953.2腐蝕速率（mm/a）0.16380.30680.53042.4778小結

通過對廣利油田水質(zhì)的檢測分析可知，其腐蝕性強，對注水井油套管的腐蝕危害嚴重，主要原因是：CO2、細菌、溶解氧、礦化度高、污垢。二、注入水腐蝕性研究根據(jù)腐蝕產(chǎn)物反演不同井深的腐蝕機理地表～100m1000～2000m地表2000m～井底100～1000m井深分為4段三、油套管腐蝕機理研究主要成分：Fe、Cl、O

元素OClFeWt%40.427.9551.63SEM電鏡照片能譜分析結果說明腐蝕產(chǎn)物的組成為三、油套管腐蝕機理研究Cl-促進下的氧腐蝕地下～100m油管腐蝕產(chǎn)物分析地表-地下100米垢物XRD分析圖譜主要成分FeCO3、Fe2(OH)3Cl、Fe2O3·nH2O三、油套管腐蝕機理研究Cl-促進下的O2腐蝕以及CO2腐蝕

地下100～1000米油管腐蝕產(chǎn)物分析元素重量CK24.38OK26.66SiK0.58SK7.40CaK16.73FeK24.26能譜分析

主要成分：C、Fe、O

SEM電鏡照片三、油套管腐蝕機理研究地下100-1000米XRD分析主要成分CaCO3、FeCO3、Fe9S8

地下100米～1000米的主要腐蝕因素為CO2腐蝕以及SRB腐蝕。三、油套管腐蝕機理研究主要成分：C、Fe、O圖12.SEM電鏡照片元素重量CK24.52OK31.55SiK1.55ClK1.05CaK6.27FeK35.06

能譜分析

地下1000米～2000米油管腐蝕產(chǎn)物分析三、油套管腐蝕機理研究地下1000-2000米垢物XRD分析主要成份(Ca,Mn)CO3

此區(qū)間的腐蝕主要為CO2腐蝕以及垢下腐蝕三、油套管腐蝕機理研究地下2000米至井底區(qū)段的油套管腐蝕機理

采用逐層剝離分析的方法，對萊1-212注水井底最后一根油管的腐蝕產(chǎn)物進行全面細致的分析

三、油套管腐蝕機理研究12345Fe、C、OFe、C、O、SSEM電鏡照片三、油套管腐蝕機理研究2層3層Fe、C、O、SFe、C、O、SFe、C、O、S、Cl4層5層1層地下2000米至井底垢物XRD分析主要成份FeCO3CO2、SRB及Cl-共同作用，以CO2腐蝕為主要因素三、油套管腐蝕機理研究小結井深主要腐蝕因素地表10mCl-促進下的氧腐蝕地下100mCl-促進下的氧腐蝕以及CO2腐蝕地下100～1000mCO2腐蝕以及少量的SRB腐蝕地下1000～2000mCO2腐蝕地下2000m至井底Cl-、CO2以及SRB共同作用，整體上CO2腐蝕為主要因素三、油套管腐蝕機理研究

由于腐蝕影響因素多，而各種影響因素之間又相互促進，所以腐蝕過程非常復雜。經(jīng)分析，廣利油田注入水腐蝕嚴重的的主要影響因素有：游離二氧化碳、SRB大量繁殖、溶解氧、垢下濃差電池腐蝕、礦化度等。為進一步探明N80鋼在廣利油田注入水中的腐蝕機理，利用電化學方法，對腐蝕因素的影響進行了研究。

四、腐蝕影響因素的研究0mg/L

100mg/L

200mg/L

300mg/L

1、二氧化碳對腐蝕的影響四、腐蝕影響因素研究CO2/mg/L0100200300Ek/mV-792.2-707.9-710.2-667.0腐蝕電流/uA6.84550.3263.33549.3腐蝕速率(mm/a)0.01790.1310.16471.428SRB的腐蝕機理四、腐蝕影響因素研究4Fe+SO42—+4H20----->3Fe(OH)2+FeS+20H-2、SRB對腐蝕的影響25個/mL

600個/mL

6000個/mL〉105個/mL四、腐蝕影響因素研究SRB（個/mL）2.5×1016.0×1026.0×103〉1.1×105腐蝕電流(mA)0.00790.01070.1170.240腐蝕速率(mm/a)0.02050.02780.30420.624四、腐蝕影響因素研究3、溶解氧對腐蝕的影響氧腐蝕機理0.05mg/L0.2mg/L0.7mg/L1.0mg/L四、腐蝕影響因素研究不同溶解氧濃度下的極化曲線含氧（mg/L）0.050.20.71.0Ek/V-0.82-0.807-0.780-0.770腐蝕電流(mA)0.0170.0410.0440.075腐蝕速率(mm/a)0.04420.10660.11440.195礦化度與腐蝕速率關系曲線

4、礦化度對腐蝕的影響當?shù)V化度達60000mg/L時，腐蝕速率達最大值，小于60000mg/L時，腐蝕速率隨礦化度的增大而增大。廣利油田污水礦化度達40000mg/L左右，屬于腐蝕嚴重區(qū)。(mg/L×104)四、腐蝕影響因素的研究5、管壁污垢對腐蝕的影響廣利油田注水系統(tǒng)腐蝕嚴重，腐蝕產(chǎn)物及細菌粘膜復蓋金屬外表不嚴密，不均勻，容易使垢下的貧氧區(qū)和無垢區(qū)的富氧區(qū)形成氧的濃差電池，引起垢下腐蝕。此時，陰極反響：02+2H20+4e---->4OH-隨著腐蝕過程的進行，亞鐵離子在縫隙內(nèi)大量積聚，為了保持電中性，C1-離子不斷向縫隙內(nèi)遷移，使縫隙內(nèi)形成高濃度的FeCl2，F(xiàn)eCl2水解使縫隙內(nèi)成為酸化區(qū)。此時，陰極反響：H++2e---->H2，腐蝕加劇。另外，垢下的貧氧區(qū)為SRB提供適宜的生長環(huán)境，SRB的大量繁殖，進一步引起細菌腐蝕。四、腐蝕影響因素的研究序號O2CO2pHS2-礦化度腐蝕速率（mm/y）10.15050150.05620.1510060.5250.06430.1520072350.09240.1530086450.07250.35062450.05460.3510056350.04470.3520080250.09880.3530070.5150.10390.7076250.051100.710082150.072110.720050.5450.064120.730060350.092131080.5350.07214110070450.10315120066150.07416130052250.082R0.51.12511.050.125CO2>SRB>pH>O2>礦化度

四、腐蝕影響因素的研究五、防腐措施研究

針對廣利油田注水井油套管腐蝕的各個因素，本課題開展了一系列的防腐措施研究工作工藝方防腐死水變活水耐腐蝕材料涂鍍層耐蝕合金環(huán)境介質(zhì)水質(zhì)改性化學藥劑五、防腐措施研究1、緩蝕殺菌劑篩選藥劑型號濃度（mg/L）緩蝕率（%）說明污水緩蝕劑1#3063.8水黃，有黃色沉淀；片光滑，局部發(fā)黑4064.3水黃，有黃色沉淀；片光滑，局部發(fā)黑5065.8水黃，有黃色沉淀；片光滑，局部發(fā)黑污水緩蝕殺菌劑2#3086.9水黃，有黃色沉淀；片光滑光亮4082.1水黃，有黃色沉淀；片光滑光亮5081.0水黃，有黃色沉淀；片光滑光亮污水緩蝕劑3#3066.7水黃，有黃色沉淀；片光亮光滑4077.4水黃，有黃色沉淀；片光亮光滑5083.3水黃，有黃色沉淀；片光亮光滑五、防腐措施研究2、水質(zhì)改性技術pH值6.847.588.5腐蝕電流(uA)12.54.3316.41.93調(diào)節(jié)pH值8.5以上五、防腐措施研究2、水質(zhì)改性技術電化學預氧化處理通過電化學設備使水發(fā)生電化學反響，產(chǎn)生所需的強氧化性物質(zhì)，殺滅水中細菌，將Fe2+氧化成Fe3+，同時去除S2-，在絮凝劑的共同作用下，去除容易產(chǎn)生腐蝕、結垢的成份，到達水質(zhì)凈化和抑制腐蝕、結垢的目的。五、防腐措施研究3、死水變活水環(huán)套空間內(nèi)的死水會引起細菌大量繁殖，加劇腐蝕。死水變活水工藝能夠抑制細菌滋生，控制腐蝕。具體措施是每周反注30m3水。五、防腐措施研究4、外表鍍膜技術未鍍膜鍍一層TiO2鍍?nèi)龑覶iO2鍍五層TiO2腐蝕電流(uA)12.52.574.254.81五、防腐措施研究5、耐蝕合金產(chǎn)品類型鋼級抗C02腐蝕性能經(jīng)濟型抗C02＋Cl-腐蝕油套管BG80-1Cr耐蝕性能與常規(guī)油套管相比提高2倍以上BG80-3CrBG110-1CrBG80-5CrBG110-5Cr經(jīng)濟型抗C02＋H2S+Cl-腐蝕油套管BG80S-3CrBG90S-3CrBG95S-3Cr五、防腐措施研究6、防腐技術的現(xiàn)場應用采油5隊：L1X283、L1-284、L1-177、L1-176、L1-252、L1-51、L1-103、L1-53、L3