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油井腐蚀结垢原因及防治措施研究

发布时间:2022-10-22 09:55:05 来源:网友投稿

摘 要:油井腐蚀结垢是油田开采原油过程中比较常见的一个问题,特别是当油田进入开发的中后期,综合含水逐渐升高,腐蚀结垢问题更加凸显。腐蚀结垢不仅影响到油井的正常生产,同时也影响了油井的产量,严重时会导致油井频繁作业。因此,必须对油井腐蚀结垢问题高度重视,有针对性的开展防治措施。本文通过对油井腐蚀结垢形成原因进行分析、梳理,找到相对应的防治措施,为我国各大油田的油井腐蚀结垢治理提供借鉴。

关键词:油井;腐蚀结垢;成因;防治措施

0 引言

为了保证国家经济发展和社会进步,各大油田都加大了油气勘探开发力度,随着油田产液量、出产量的上升,油井腐蚀结垢成为油田开采过程中一个常见的问题,特别是当油田进入开发的中后期,综合含水逐渐升高,腐蚀结垢的问题更加凸显。腐蚀结垢所引起的油井泵卡、油管磨损等,不仅影响油井的正常生产,严重时会导致油井频繁作业,同时也影响油井的产量,给油田的油气稳产和经济效益带来很大损失。因此,必须对油井腐蚀结垢问题高度重视,有针对性的开展防治措施。通过对油井腐蚀结垢的实际情况进行统计,寻找腐蚀结垢的主要成因、规律,通过室内试验筛选合适的化学药剂,解决油井腐蚀结垢的问题。

1 油井腐蚀结垢情况

通过对各大油田油井的结垢情况进行统计,发现常见的垢主要是碳酸钙和硫酸钙等,腐蚀类型以细菌和气体腐蚀为主。

碳酸钙是油井最常见的一种垢,它与地层水的水型、矿化度有关,一般当压力、温度发生明显变化时,容易在井筒中形成碳酸钙垢。同时,油井产出液的pH值也直接影响碳酸钙的沉淀。硫酸钙的形成主要是油藏注入水中有较高含量的硫酸根离子,在压力、温度发生变化下,沉淀在井筒壁上。

细菌腐蚀主要是油井所产出的液中含有各种类型的细菌,这些细菌依附在管杆表面繁殖,并形成一层生物膜引起管杆的腐蚀。腐蚀细菌主要有硫酸盐还原菌、铁细菌和腐生菌等,其中以硫酸盐还原菌危害最大。气体腐蚀主要是原油从油层进入油井井筒内,会有溶解气析出,溶解气里面除了有甲烷等以外,还含有一定量的二氧化碳、硫化氢等气体,二氧化碳、硫化氢等气体都会对管杆造成腐蚀结垢[1]。

2 油井腐蚀结垢机理

各大油田的油藏储层流体中含有碳酸根、硫酸根等离子,同时也含有很多类型的细菌,特别是硫酸盐还原菌。油层中的硫酸盐还原菌,因处于高温、高压和缺营养的环境中,无法大量繁殖而导致数量较少。当油井产出液从井筒底部举升时,随着压力、温度的明显变化,硫酸盐还原菌所处的环境越发适合繁殖,硫酸盐还原菌数量大幅增加,开始对管杆泵等钢铁制品腐蚀,生成硫化亚铁。硫化亚铁与碳酸钙等垢附着在管杆泵上,使得垢和钢铁壁之间成为硫酸盐还原菌生长繁殖温床,这加剧了管杆泵的腐蚀。

另外,产出液中的水以及其他离子与钢铁发生化学反应进一步加剧了管杆泵的腐蚀。硫酸盐还原菌所产生的硫化亚铁垢以及钢铁腐蚀,不仅会造成油井泵卡、泵漏、管漏等,影响油井的正常生产,严重时会导致油井频繁作业,增加油田企业的作业成本[2]。

3 油井腐蚀结垢防治措施

3.1 油井酸洗措施

硫酸盐还原菌腐蚀钢铁制品生成的硫化亚铁或碳酸根离子析出后形成的碳酸钙等垢,都与酸能发生化学反应。因此,可以通过定期加入配比好的酸溶液去除井筒内管杆泵上的垢。多种类型的垢与酸溶液发生化学反应会产生一些有毒有害气体,容易给施工人员造成人身伤害,在做好防护工作的同时,可以在酸溶液中加入一定量的氧化剂,用以去除硫化氢。酸洗是油井腐蚀结垢后的防治措施,仅仅是一种治标的措施,而不能治本。

3.2 杀菌剂、阻垢剂措施

杀菌剂的选择不仅要有良好的杀菌效果,而且要考虑其他因素,比如杀菌剂要性能稳定、方便保存;易溶于水;毒性较小,对环境无污染;杀菌剂要有表面活性,能杀死垢和井筒壁之间的细菌;杀菌剂的杀菌效果不能受油井日产液量大小影响。同时,阻垢剂应按照一定比例与杀菌剂一起加入到油井中。

杀菌剂和阻垢剂一般从油井套管中加入,加药量要根据油井的腐蚀结垢程度、日产液量及性质等综合决定,保证药剂发挥作用的同时,尽可能节约药剂投入。对于地层能量组、产量较高的油井,一般采用连续加药的方式;对于地层能量亏空、低产低效的油井,主要采用周期加药的方式[3]。

4 结束语

油井腐蚀结垢的危害在油气集输以及注水系统等方面有着足够的认识,而油井的腐蚀结垢问题往往容易被人们所忽视。通过对油井腐蚀结垢的实际情况进行统计,寻找腐蚀结垢的主要成因、规律,通过室内试验筛选合适的化学药剂,解决油井腐蚀结垢的问题,延长油井的检泵周期,提高油田老井日常管理水平,为油田降本增效提供科學有效的技术支持。

参考文献:

[1]李军珠.汊涧地区油井腐蚀原因及预防措施[J].内蒙古石油化工,2013,20:41-44.

[2]韦良霞,肖英玉,曹怀山,等.纯化油田油井腐蚀、结垢原因分析及治理措施[J].石油与天然气化工,2004, 33(2):127-133.

[3]纪艳娟,王志明,徐卫华.安徽采油厂油井腐蚀结垢分析及对策[J].石油化工应用,2010,29(2-3):122-125.

作者简介:

李海东(1984- ),男,汉族,甘肃省环县人,采油高级工,主要从事采油工作,方山采油作业区镇四联合站副站长。

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