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《遼河油田注水管線結(jié)垢腐蝕原因分析及阻垢緩蝕劑應(yīng)用試驗(yàn)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、遼河油田注水管線結(jié)垢腐蝕原因分析及阻垢緩蝕劑應(yīng)用試驗(yàn)謝飛１，２，吳明２，張?jiān)剑常Z龍４（１．中國(guó)石油大學(xué)（華東），青島２６６５５５；２．遼寧石油化工大學(xué)；３．中國(guó)石油遼寧盤(pán)錦銷(xiāo)售分公司；４．中國(guó)石油遼河油田錦州采油廠油藏工程研究所）摘要：針對(duì)遼河油田注水管線結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重的問(wèn)題，對(duì)水質(zhì)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)遼河油田水質(zhì)偏堿性含鹽量、總堿度、礦化度及Ｃｌ－含量較高，Ｃａ２＋含量較其它成垢陽(yáng)離子高；對(duì)現(xiàn)場(chǎng)垢樣品進(jìn)行Ｘ射線衍射（ＸＲＤ）檢測(cè)，垢樣品中主要是ＣａＣＯ３垢，其次為硫酸鹽垢、碳酸鹽垢、硅酸鹽垢和Ｆｅ２Ｏ３
2、等。阻垢緩蝕劑ＴＨ－６０７Ｂ的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，當(dāng)阻垢緩蝕劑濃度為４５ｍｇ?Ｌ時(shí)，阻垢率為９０．９３％～９５．９６％，緩蝕率為９０．９７％～９５．３３％，腐蝕速率為０．０４～０．０７ｍｍ?ａ。關(guān)鍵詞：注水管線結(jié)垢腐蝕阻垢緩蝕劑前言合增溶、低劑量效應(yīng)等機(jī)理阻止水中易結(jié)垢離子結(jié)晶析出及其在設(shè)備表面沉積；聚合物分散劑［６］主要作用是分散污垢粒子，阻止污垢的形成。１油田注水管線的結(jié)垢腐蝕嚴(yán)重影響油田的正常生產(chǎn)［１－２］。遼河油田部分區(qū)域的注水管線、注水井井筒管線出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象，沉積在注水管線內(nèi)表面及注水井
3、井筒內(nèi)表面的垢使得管線內(nèi)徑變小，水流阻力增大，輸送能力降低。另外，管線結(jié)垢引起嚴(yán)重的垢下腐蝕。注水管線的結(jié)垢腐蝕造成管線穿孔而早期失效，大量管線無(wú)法正常使用。油田所用的阻垢緩蝕方法可分為兩大類(lèi)，即物理方法（包括機(jī)械方法）和化學(xué)方法。目前，油田在注水管線的阻垢緩蝕技術(shù)中普遍采用添加阻垢緩蝕劑的防護(hù)方法。油田處理碳酸鹽垢和硫酸鹽垢的阻垢緩蝕劑主要包括有機(jī)膦酸和低分子聚合物兩類(lèi)［３］。其中有機(jī)膦酸類(lèi)包括氨基三甲叉膦酸（ＡＴＭＰ）、羥基乙叉二膦酸（ＨＥＤＰ）、二乙烯三胺五甲叉膦酸（ＤＥＴＰＭＰ）、２－膦酸基
4、丁烷－１，２，４－三羧酸（ＰＢＴＣＡ）；而低分子聚合物類(lèi)包括聚丙烯酸（ＰＡＡ）、水解聚馬來(lái)酸酐（ＨＰＭＡ）、馬來(lái)酸－丙烯酸共聚物（ＭＡ－ＡＡ）、聚天冬氨酸（ＰＡＳＰ）。本研究對(duì)遼河油田注水管線結(jié)垢腐蝕的原因進(jìn)行分析，采用由聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸鹽、鋅鹽和聚合物分散劑組成的復(fù)配藥劑為阻垢緩蝕劑進(jìn)行阻垢緩蝕試驗(yàn)，得到最佳阻垢緩蝕劑及合適的阻垢緩蝕劑濃度，并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)。其中聚磷酸鹽和鋅鹽屬于陰極型緩蝕劑［４］，能夠在金屬表面形成沉淀注水管線結(jié)垢腐蝕分析２水質(zhì)分析遼河油田注水水源有地層水（清水）和經(jīng)過(guò)凈
5、化后再回注的油田產(chǎn)出水（污水），生產(chǎn)中將污水與清水混合后進(jìn)行回注。根據(jù)蘇林分類(lèi)法［７］對(duì)遼河油田２０１０年９月１０日混注水水質(zhì)進(jìn)行分析，結(jié)果見(jiàn)表１。２．１表１注水水樣分析結(jié)果項(xiàng)目數(shù)據(jù)注水離子濃度?（ｍｇ·Ｌ－１）＋１２７８２１．３４５．２８９．３２１．３１２．７９４．０５１０３４１１．４４０１２１８６１７８１４２５２８．４ＮａＫ＋Ｃａ２＋２＋ＭｇＳｒ２＋Ｂａ２＋ＦｅＣｌ－２－ＳＯ４全鹽量總有機(jī)碳濃度?（ｍｇ·Ｌ－１）總堿度（ＣＯ３２－－）（·－１）＋ＨＣＯ３?ｍｇＬ總礦化度?（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ值收
6、稿日期：２０１０－１２－１６；修改稿收到日期：２０１１－０４－２０。作者簡(jiǎn)介：謝飛（１９８３—），男，博士研究生，主要從事管道腐蝕從表１可以看出，遼河油田注水水質(zhì)屬于重碳酸鈉（ＮａＨＣＯ３）水型，代表陸相、封閉性較好的沉積環(huán)境；水質(zhì)偏堿性，含鹽量、總堿度和總礦化度較高，腐蝕性Ｃｌ－含量也較高，相對(duì)于其它成垢陽(yáng)離子，Ｃａ２＋含量較高。垢下腐蝕機(jī)理注水管道內(nèi)表面生成垢２．３．２層后，垢層自身的微孔將成為腐蝕反應(yīng)物質(zhì)的通道，形成垢下腐蝕。當(dāng)管道內(nèi)表面局部有垢覆蓋時(shí)，垢下形成相對(duì)閉塞的微環(huán)境，由于垢層的阻塞
7、作用，氧通過(guò)垢層微孔擴(kuò)散進(jìn)入垢層下的金屬界面十分困難。因此，隨著腐蝕反應(yīng)的進(jìn)行，垢層下成為貧氧區(qū)，該區(qū)將與垢層外部的其它區(qū)域形成宏觀的氧濃差電池。通常腐蝕垢層具有陰離子選擇性，垢層下金屬陽(yáng)離子難以擴(kuò)散到外部，隨著垢樣品分析采用Ｘ射線衍射儀（ＸＲＤ）對(duì)遼河油田注水管線中的垢樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見(jiàn)圖１。由圖１可見(jiàn)，垢樣品中主要是ＣａＣＯ３垢，其次為硫酸鹽垢［Ｎａ６Ｃａ２Ａｌ６Ｓｉ６Ｏ２４（ＳＯ４）２］、碳酸鹽垢［（Ｃａ，Ｍｇ）ＣＯ３］、硅酸鹽垢［ＣａＦｅＳｉ２Ｏ６］和Ｆｅ２Ｏ３等。２．２２＋的積累，造成正
8、電荷過(guò)剩，促使外部的Ｃｌ－遷Ｆｅ入以保持電荷平衡，金屬氯化物的水解使垢層下環(huán)境酸化，進(jìn)一步加速垢下的腐蝕。這種閉塞電池自催化機(jī)理與縫隙腐蝕的發(fā)生機(jī)理相同［１０］。結(jié)果與討論３阻垢緩蝕劑的篩選采用鈣容忍度［１１－１２］來(lái)表征阻垢緩蝕劑抗鈣鎂離子的能力。鈣容忍度低的阻垢緩蝕劑不適合在高鈣環(huán)境下使用，而鈣容忍度高的阻垢緩蝕劑應(yīng)用的范圍較廣。選用幾種有機(jī)膦酸類(lèi)、聚羧酸類(lèi)以及由聚磷酸鹽、有機(jī)膦酸鹽、鋅鹽和聚合物分散劑組成的復(fù)配藥劑（ＦＥ３９９７－２，ＴＨ－６０７，ＴＨ－６０７Ｂ
