油田污水回注防腐技术及应用

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1、油田污水回注防腐技术及应用　　摘要：分析了腐蚀因素和机理，介绍了涂层保护加牺牲阳极保护联合长效防腐技术，并提出了油田污水回注防腐技术发展的新趋势。该项防腐技术，具有防腐效果好，投资少，延长设备使用寿命等优点，具有推广应用价值。　　关键词：回注水腐蚀防腐技术效果评价　　采出原油经脱水处理后，水中一般含有一定量的油、硫化物、有机酚、氰、细菌、固体颗粒以及所投加的破乳剂、絮凝剂和杀菌剂等化学药剂。某油田都投入大量的人力和物力，研究腐蚀及防腐问题，减轻腐蚀，在生产实践中推广应用先进防腐技术和措施。采油污水经处理后回注成为减少环境污

2、染，保障油田可持续开发，提高油田经济效益的一个重要途径。　　某油田污水回注防腐工艺　　通过室内及现场试验，对某油田污水腐蚀速度和类型进行了全面评价研究，认为其腐蚀类型主要为CO2腐蚀、细菌腐蚀和H2S腐蚀。确定了油田地面管线及污水处理设备的防腐措施，完善了加药系统。　　污水水质状况分析　　现场采样测试表明，受各种条件的限制，不同污水产出点水质相差较大，某站水质均较差，机杂和含油两项主要指标均超过100mg/L。总铁和硫细菌含量均较高。　　污水系统腐蚀检测　　通过室内和现场试验，对某油田各污水站污水样品进行了腐蚀速度评价研究

3、。室内挂片腐蚀速率评价、电化学腐蚀速率测试、现场挂片腐蚀测试。　　污水回注站腐蚀成因　　现场结果表明，该站储油罐及清水罐腐蚀十分严重，且存在酸不溶垢物BaSO4和CaSO4，从而推断存在垢下腐蚀。分析表明，Cl-含量很高，同时还存在量的HCO3-，说明除细菌腐蚀外，还存在CO2腐蚀。　　结垢和腐蚀主要垢物是CaCO3，其次是FeS。水质分析显示注入水中含有浓度很高的Cl-，同时伴有S2-和HCO3-的存在，说明腐蚀起因是Cl-催化下垢腐蚀和CO2腐蚀，尤以SRB腐蚀为重。通过室内试验，细菌含量减少3个数量级(从106个/m

4、L降到103个/mL)，腐蚀速率降低50%以上。　　腐蚀形态属于典型的坑腐蚀，腐蚀坑圆而小，是典型的SRB腐蚀。腐蚀较严重，结垢性能不甚明显。结果表明，FeS及FeO的含量很高，其次是FeCO3，水型属于NaHCO3型。证实腐蚀主因是细菌腐蚀，并伴随很大程度的H2S和CO2腐蚀，三者共同作用。　　某站水型都是CaCl2型，且均加有阻垢剂、杀菌剂和缓蚀剂。某站腐蚀与结垢现象均较轻，这可能是加入的阻垢剂、杀菌剂和缓蚀剂发挥了作用。主要腐蚀产物有CaCO3和FeO，及少量的BaSO4，还存在一定的CaSO4和FeS。　　污水系统

5、防腐措施　　某油田污水回注系统腐蚀相当严重，在较短时间内对系统设备、流程及计量设施造成了严重的腐蚀。针对污水回注系统腐蚀严重问题，对地面管线、注水井口装置、计量水表及加药系统等进行了配套完善，有效地改善了污水回注系统腐蚀程度。　　牺牲阳极防腐技术　　结合某油田的特性，将阴极保护技术中的牺牲阳极法用于某油田的电化学防腐，可减缓了生产井的电化学腐蚀程度，延长了生产井的作业周期，达到了预期效果。　　电化学腐蚀的原因　　某油田是一个“高温、高含水、高矿化度”的油气田，其产出液及注入水中含有大量的Cl-、Na+、Ca2+、SO42-

6、等强电解质，同时还有硫化氢、一氧化碳、二氧化碳等腐蚀性较强的气体。　　电化学腐蚀的机理　　电化学腐蚀是指金属表面与导电介质发生电化学作用而产生的破坏现象；其特点在于它的腐蚀可以分为两个相对并且可以同时进行的阳极区和阴极区。以铁在电解液中的腐蚀为例，腐蚀过程中，铁放出自由电子的氧化反应称为阳极反应，氢离子接受铁放出的自由电子还原为氢气的还原反应称为阴极反应，所以腐蚀至少由一个氧化(阳极)反应与一个还原(阴极)反应组成；从阳极传递自由电子到阴极，再由阴极进入电解质溶液，这样一个通过自由电子传递电极过程就形成了电化学腐蚀。　　牺

7、牲阳极技术的防腐原理　　就是给金属补充大量的电子，使被保护体始终处于电子过剩的状态，因此使金属原子不容易失去电子而变成离子溶解到电解质中去，从而实现金属材料的防腐。　　含油污水处理　　某油田回注污水矿化度高(40~150g/L)，钙镁离子含量高(4~6g/L)，呈酸性，pH值~，腐蚀性很强，污水处理和注水管线、设备腐蚀严重。注入水处理技术：将污水pH值提高至~，絮凝，稳定化的水质改性技术，在pH=条件下用过氧化物预处理、混凝的强氧化预处理技术，使污泥量减少50%以上，结垢倾向减轻。某油田注入水的年平均腐蚀速率已由/a(19

8、94)降至/a(XX)，接近行业标准推荐值≤/a，注入水引起的腐蚀已大大减轻。　　某油田各区块产出水性质　　(1)产出水离子组成。污水处理站的产出水定期进行检测，某油田产出水矿化度高，Cl-离子含量高，Ca2+Mg2+离子总量高达4000~6000mg/L，pH值一般为~，铁含量~/L，均为CaCl2型