唐桂萍，胡秀容，歐志東

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

由于新溝油田注入水多用采出污水回注導(dǎo)致注水系統(tǒng)極易結(jié)垢，注水管網(wǎng)腐蝕嚴(yán)重。近年來，該區(qū)塊地面管網(wǎng)、儲罐以及地下管桿腐蝕穿孔、失效現(xiàn)象頻繁發(fā)生，嚴(yán)重的腐蝕狀況不僅影響到油井的正常生產(chǎn)，而且輸干線穿孔又導(dǎo)致產(chǎn)量損失巨大及管線更換量大，大大增加了成本。

1 新溝油田注水系統(tǒng)和水質(zhì)現(xiàn)狀及分析

1.1 新溝油田注水系統(tǒng)現(xiàn)狀

新溝油田包括新一井區(qū)和新二井區(qū)，建有新一站和新二站，新一井區(qū)注水井11口(注水井10口，回灌井1口)，配注水量150 m3/d，實際注水量126 m3/d。新二井區(qū)注水井4口，配注水量70 m3/d，實際注水量73 m3/d。

新一污水站污水處理工藝為:來自高架油罐的含油污水先進入污水池(150 m3)，經(jīng)提升泵提升至注水罐(2座300 m3/h，鋼制)，再經(jīng)注水泵加壓回注;污水不夠時摻清水，清水來自清水罐(1座300 m3/h，鋼制)。無污油回收流程，注水罐、污水池底部的污泥由人工定期清理，再用罐車外運回灌。

新二注水站處理工藝為:來自高架油罐的含油污水直接進入臥式注水罐(50 m3，鋼制)，直接回注;水量不夠部分注清水，來自水源井清水經(jīng)過濾后再經(jīng)注水泵加壓回注。

1.2 新溝油田注水水質(zhì)現(xiàn)狀

新一污水站污水的水質(zhì)總體特點為:一是帶有黑色硫化氫味;二是油在水中大部分以浮油、分散油形式存在，還有部分乳化油;三是水溫21℃ ～34℃;四是水型為Na2SO4型。2012年2季度和2011年3季度現(xiàn)場檢測的水樣參數(shù)如表1所示。

以下是從現(xiàn)場取回的2012年2季度和2011年3季度掛片清洗后的照片:可以看出腐蝕非常嚴(yán)重，顯示出硫化物腐蝕、細(xì)菌腐蝕和沖刷腐蝕的明顯特點，見圖1。

1.3 新溝油田現(xiàn)場水質(zhì)分析

根據(jù)從現(xiàn)場反饋的實際情況來看，新一站從2011年四季度開始注入水由污水與清水混注全部改為污水，水質(zhì)突變，污水礦化度高，陽離子主要有 Na、K 、Ca 、Mg2+、Sr2+，陰離子主要有 HCO32－、SO42－、CL－。其中影響腐蝕的離子因素包括成垢離子 Ca2+、Mg2+、Sr2+、SO42－，以及CL－活性陰離子，而細(xì)菌(硫酸鹽還原菌)、硫化物含量和粒徑中值也大幅度提高。

平均腐蝕率是對設(shè)備和井下管柱的腐蝕情況進行控制的指標(biāo)，它反映金屬腐蝕的速度，通常用mm/a作為腐蝕速度的單位。中國石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5329－94《碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法》規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)，平均腐蝕率要不大于0.076 mm/a，可以看出新溝油田從2011年二季度前是達標(biāo)的，而全注污水后2012年二季度的平均腐蝕率為3.618 3 mm/a，嚴(yán)重超標(biāo)。

對江漢油田各區(qū)塊注入水影響腐蝕的水質(zhì)指標(biāo)做過一次粗略統(tǒng)計，主要影響腐蝕的指標(biāo)包括溫度、溶解氧、細(xì)菌、硫化物、PH值以及總鐵等等，這些指標(biāo)也是各油田注入水產(chǎn)生腐蝕的普遍因素。根據(jù)對新溝站的水質(zhì)分析看出，該站細(xì)菌(硫酸鹽還原菌)、硫化物等指標(biāo)偏高。

2 新溝油田注水系統(tǒng)腐蝕的治理研究

通過前面的分析研究及預(yù)測已經(jīng)清楚地認(rèn)識到影響新溝注采系統(tǒng)腐蝕的因素主要是系統(tǒng)水質(zhì)的細(xì)菌、硫化物等指標(biāo)偏高，而這直接導(dǎo)致硫酸鹽還原菌含量較高。因此下面重點圍繞殺菌及緩蝕技術(shù)進行對策研究。

2.1 細(xì)菌殺滅技術(shù)研究

油田污水除菌一般采用投加殺菌劑的方式，依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5890－93殺菌劑性能評價方法，通過測試加殺菌劑前后水樣中細(xì)菌的含量，來計算殺菌劑的殺菌率。表2中列出了新溝注水站4種殺菌劑殺菌結(jié)果，可以看出新一注水站采用SS 304殺菌劑、FX －6均有較好的殺菌效果，建議采用SS 304、FX －6這兩種殺菌劑在新溝注水站交替使用，交替周期為一月。

表2 新一注水站殺菌劑評價

2.2 緩蝕劑技術(shù)研究及室內(nèi)評價實驗

緩蝕劑是加入少量到介質(zhì)中就可以顯著減少金屬材料的腐蝕速度的物質(zhì)，而且可以保持金屬的物理機械性能不變。

分析研究新溝注水站的水質(zhì)特點及腐蝕影響因素，開展注水站緩蝕劑的室內(nèi)粗篩選實驗研究，參照 SY/T5273－2000《油田采出水用緩蝕劑性能評價方法》，首先對江漢油田常用的14種新型緩蝕劑的水溶解性、乳化性、成膜性能進行評價，作為緩蝕劑的初選。

取注水罐水樣，對初選出的四種緩蝕劑進行了濃度和類型評價實驗。緩蝕劑的評價依據(jù)是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5273－2000，本次緩蝕性能評價實驗采用了動態(tài)掛片法。表3列出了4種緩蝕劑的緩蝕實驗結(jié)果，新一注水系統(tǒng)采用SB9806緩蝕劑可獲得較好的防腐效果，緩蝕率達到83.30%。

表3 新一注水站緩蝕率性能評價結(jié)果表

2.3 處理系統(tǒng)流程的改造

新溝油田新一站和新二站現(xiàn)有的水處理系統(tǒng)流程都過于簡單，工藝主流程不完善，水源中的不達標(biāo)指標(biāo)懸浮物含量、粒徑中值、硫酸鹽還原菌、平均腐蝕率、硫化物含量及總鐵含量較高等因素都沒有較好的解決措施。針對這種情況，建議完善工藝主流程，適當(dāng)添加緩沖罐、除油罐、沉降罐及精細(xì)過濾器等設(shè)備，考慮懸浮物含量、粒徑中值超標(biāo)的情況，可以添加二級沉降罐，完善原有加藥、污水及污油回收、排泥等輔助流程，同時針對注水罐這種嚴(yán)重腐蝕的個體，可以采用玻璃鋼材質(zhì)。以新一污水站為例，更新工藝主流程見圖2。

圖2 新一站污水處理工藝流程改造圖

來自油站含油污水經(jīng)計量后靠余壓進入緩沖罐或除油罐，除油罐的主要功能是去除污水中的分散油及部分懸浮物;除油罐出水靠液位差自流進入混凝沉降罐，沉降罐的主要功能是去除污水中的乳化油及大部分懸浮物;混凝沉降罐出水已經(jīng)能滿足過濾條件，進入緩沖罐，緩沖罐的功能是為提升泵提供吸水條件;提升泵從緩沖罐內(nèi)吸水，污水經(jīng)加壓后進行過濾處理。過濾后的污水水質(zhì)已能滿足注水水質(zhì)要求，進入注水罐，再經(jīng)注水泵加壓回注。

3 結(jié)論和建議

1)新溝油田注入水由清污混注改全部污水回注后腐蝕情況嚴(yán)重加劇，腐蝕影響因素研究表明，H2S和硫酸鹽還原菌是影響腐蝕的主要因素。

2)通過室內(nèi)水處理藥劑評價試驗，提出了新溝油田藥劑投加方案:30% 液堿，使用濃度100 mg/L;緩蝕劑SB 9806，使用濃度為50 mg/L;殺菌劑 SS 304和 FX －6，使用濃度為100 mg/L，兩種殺菌劑交替使用，交替周期為一個月。

3)建議完善優(yōu)化新溝油田水處理系統(tǒng)流程，添加必要的沉降、除油、過濾等設(shè)備，選擇適當(dāng)?shù)姆栏馁|(zhì)及采取陰極保護等綜合防腐措施。

［1］寇杰，等.油氣管道腐蝕與防護［M］.中國石化出版社，2008：153 －230.

［2］梅平，等.油氣田緩蝕阻垢技術(shù)研究與應(yīng)用［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2011：17 －39.

［3］SY/T 5329－94.碎屑巖油藏注水水質(zhì)推薦指標(biāo)及分析方法［S］.