哈法亚油田注海水过程中腐蚀及结垢研究

贺欣 班久庆

摘 要：根據海水离子组成，配制了矿化度为50 000 mg/L的人造海水，并围绕Halfaya油田注水系统的环节，确定腐蚀实验试样挂片，通过高温高压动态腐蚀仪对挂片进行腐蚀试验，观察记录实验现象，取垢样对其进行定性分析，总结垢样组成，得出了垢样不含碳酸盐垢、氧化铁垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢的结论。

关 键 词：结垢；人造海水；高温高压动态腐蚀仪；定性分析

中图分类号：TE 357 文献标识码： A 文章编号： 1671-0460（2016）08-1797-03

Abstract： Based on composition of seawater ions， artificial seawater with the salinity of 50 000 mg/L was formulated. Aiming at the water injection system in Halfaya oil field， the corrosion test specimens were determined， corrosion test of hanging pieces was carried out by high temperature and high pressure dynamic corrosion tester， the experimental phenomena were observed and recorded， qualitative analysis of scale samples was carried out， the scale composition was summarized. The results show that the scale does not contain carbonate scale， iron oxide scale， sulfate scale and silicate scale.

Key words： scale； artificial sea water； high temperature and high pressure dynamic corrosion tester； qualitative analysis

油层注水是保持地层压力获得较高采收率的一种有效方法，海水则是一种满意的注入液。已有试验证明，注海水比注一般水驱油效率要高5%左右[1]。但是注海水对金属设备和管道会产生腐蚀，结垢与腐蚀往往相互促进，给油气生产造成巨大的经济损失[2]。

油田防腐问题主要是油水井的腐蚀以及输油水管道的腐蚀，是金属腐蚀问题。引起腐蚀的因素之一就是：矿化度高。实验表明当矿化度在12 000～

20 000 mg/L时，水质腐蚀性呈中度，大于20 000 mg/L时水质腐蚀性呈重度，井液的高矿化度是造成腐蚀的因素之一[3]。当矿化度含量增加时，采出水中带电离子浓度增高，金属腐烛速度亦加快[4]。

1 实验内容

（1）模拟海水配制：根据提供的海水离子组成，进行人造海水的配制。

（2）采取被清洗设备的污垢样品，进行成分的定性和定量分析，通常以定性分析为多。垢样分析是确定清洗液配方的首工作，其分析结果能提供污垢的主要成分，是确定清洗剂选择范围的主要依据[5]。

2 实验步骤

2.1 模拟海水矿化度的确定

通过调研，崇明岛地下淡水和正常海水水化学特征[6]，如表1所示，崇明岛正常海水的总矿化度为35 061 mg/L；胶州湾海水、渤海海水[7]的总矿化度分别为33 000和25 436 mg/L，如表2所示；哈法亚油田地层水样取自Jeribe/Upper Kirkuk，Mishrif，Sadi，Mauddud 和Nahr Umr油藏，分析结果见表3，地层水型均为CaCl2型，总矿化度范围为152 568×10-6～220 104 mg/L，地层水密度为1.12 g/cm3到1.17 g/cm3。综上所述，将模拟海水的矿化度设置为50 000 mg/L。离子浓度分布结果如表4所示。根据各离子浓度可计算出配制模拟海水各化合物用量，配制矿化度为的人造海水50 000 mg/L，如图1。

从表4可以看出，模拟海水水型与地层水的水型一致。

2.2 腐蚀试验

围绕Halfaya油田注水系统涉及的挂片N80为研究对象，取模拟海水矿化度为50 000 mg/L，将实验挂片置于高温高压动态腐蚀仪中其进行腐蚀，如图2，取垢样进行定性分析。

将高温高压动态腐蚀仪温度设置为90 ℃，压力设置为20 MPa，实验时间为2015年6月2日12：00开始，至2015年10月2日12：00结束，共计2 928 h，得到N80垢样1.87 g。

2.3 结垢成分分析

对挂片N80的结垢进行分析，共做三次实验。

（1）仪器与试剂：A、天平；B、10 mL比色管3支；C、浓度为5%的盐酸20 mL；D、浓度为 10%的氯化钡溶液10 mL；E、0.5%氟化钠溶液10 mL；

（2）观察记录

①取3份N80垢样，每份0.5 g。

②取三支10 mL比色管，分别贴上1、2、3标签。在第一支比色管中加入5%的盐酸3 mL，如图3。第二支比色管中加入10%的氯化钡溶液3 mL，如图4。在第三支比色管中加入5%的盐酸3 mL，如图5。

（3）对结垢成分进行定性分析。

3 结 论

（1）本文经过调研崇明岛、胶州湾等地下淡水和正常海水水化学特征及海水总矿化度，分析哈法亚油田地层水样，根据离子浓度分布结果，计算出配制模拟海水各化合物用量，配制矿化度为的人造海水50 000 mg/L。

（2）并围绕Halfaya油田注水系统的环节，确定腐蚀实验试样挂片N80；

（3）通过高温高压动态腐蚀仪对挂片进行腐蚀试验，将温度设置为90 ℃，压力设置为20 MPa，实验时间共计2 928 h，得到N80垢样1.87 g。

（4）取垢样对其进行定性分析，观察记录，根据图3-5得出垢组成，如表5，垢样不含碳酸盐垢、氧化铁垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢的结论。从而为防腐防垢提供更加科学具体的指导，减少油气生产经济损失。

参考文献：

[1] 孙国勇. 注海水的经济性[J]. 国外油田工程，1989（03）：24-25.

[2] 马欣本. 江苏油田油水井防垢防腐复合技术研究[D]. 中国石油大学，2007.

[3] 马欣本. 江苏油田油水井防垢防腐复合技术研究[D]. 中国石油大学，2007.

[4] 季宝林，赵玉婷. 浅谈腰英台油田防腐阻垢的试验治理[J]. 中国石油和化工标准与质量，2012（10）：202.

[5] 白林. 长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术研究与应用[D]. 陕西西安：西北大学，2012.

[6] 尚彦芝，蔡晓君，刘湘晨，张建军，肖涤，欧阳子劲，张圆圆，张文喜. 换热器污垢化学清洗方案分析研究[J]. 新技术新工艺，2011（09）：103-105.

[7] 韩志男. 崇明岛海水入侵特征及趋势分析[D]. 天津：国家海洋局第一海洋研究所，2013：40.

[8] 郑雅梅. 纳滤膜软化海水配制聚合物驱油溶液的研究[D]. 青岛：中国海洋大学，2009：22.