我国各大油田腐蚀情况介绍

1、油田腐蚀情况介绍在影响汕套管腐蚀的诸多介质中CO2和 H2S是最常见和最有害的 两种腐蚀气体介质，它们的作用会导致所谓酸性腐蚀(sour corrosion)和甜腐蚀(sweet corrosion )。在石油天然气的开发过程 中，油田主要存在的两大腐蚀问题为：一种是主要以CO2和H2S单独 造成的腐蚀即CO2腐蚀和 化物应 腐蚀开 ，另-种是以 CO2+H2S+C1-等气体和介质共存的情况下造成的腐蚀，它们仅给油田 造成巨大的经济损失 ,而且往往带来一些灾难性的后果，如人员伤 亡、停工停产以及环境污染等。目前我国塔木、长庆、四川、华、 江汉等的某些区块主汕气田均存在严重的 CO2腐蚀，而且这

2、些油田 少区块还存在为严重和复杂的CO2+H2S+C1-综合腐蚀。1 塔木油田CO2腐蚀环境调研塔木油田地处新疆塔克玛干沙漠，油气井多是4000m以上的深井和超深井，井下温、压和腐蚀介质含很高，环境十分恶。因此勘探开发难大、成本高，油田建设投资巨大。随着油田的断 开发生产，油田含水持续上升，腐蚀问题将越来越严重。表1塔木主要油气田腐蚀因素统计表油气日腐旬、组分含地层CO2(%)Cl- (104mg/L)H2S (mg/m3)温(C)压 (MPa)牙哈23凝析气田0.7 1.2101212014056桑南凝析气田0.323.4610.3612.731151235359克 2气田0.60.740.

3、057580.287110074迪那凝析气田0.160.530.099777.234118139102111轮南油日0.059.448.3214.81231294952解放渠东油田0.082.3811.3414.971191266062塔中4油田0.216.64.4525.81051162540塔中16油田0.294.444.07419.451101173744塔中10油田0.468.140.1796.0181061174551哈得逊油田0.886.088.1718.221081165255Puckett-Ellenberger2815112.843.4Brown-Bassett5015112

4、.843.4塔中1号气田2.494.210.36618.48716.932560 (83号井 3270)1281345163东河塘油田0.3824.925.8915.176.71501401434265轮古油田0.1511.796.67813.5619161231305862和田河油田0.081.685.4680.587.147024塔中6气田0.833.756.85947.3049376001091194246Puckett-Ellenberger2815112.843.4Brown-Bassett5015112.843.4江：该表的数据统计的是各区块最具代表性的数据，并非全部数据。塔木油田

5、，环境十分恶及复杂，包括高温、高压、CO2-H2S-C1-共存腐蚀环境、CO2-C1-共存腐蚀环境以及H2S-C1-共存腐蚀环境，见 表1。以表1中可以看出，存在H2S酸性腐蚀环境区块均同时含有 CO2气体，某些CO2含较低的油气井的环境可以看作是 H2S 、C1-共 存腐蚀环境，但这种情况很少见。表2塔木轮南油田介质环境介质成分Cl-HCO-3SO42-Mg2+Ca2+浓(g/L)200.61.20.10.6条件 温：60-15OC，CO2 分压：10atm，速：1m/s塔木油田井下工况环境复杂还在于其介质环境具有高的总矿化、氯离子含、CO2含、铁含和低 pH直。有很强的腐蚀性。以轮南 油田

6、为，其原始地层压在 50MPa以上，温为 120C左右，氯离 子含高达 13x104mg/L，矿化达 2013x104mg/L左右，CO2分压 0.73.5MPa，见表2。这样恶的腐蚀环境往往会对井下设备造成十 分严重的腐蚀。根据塔木油田高温、高压、CO2-H2S-Cl-共存腐蚀环境、CO2-C1-共存腐蚀环境及水介质参数种类与特征和已发生腐蚀破坏油管的腐蚀 缺陷形状与特点可以判断，塔 木油田腐蚀的类型属于 在含 CO2-H2S-C1-/CO2-C1-和地层水中的CO2腐蚀。塔木油田已存在较严 重的CO2腐蚀且已发生多次CO2腐蚀失效事故，腐蚀类型以具有自世 化加速发展特征的局部腐蚀为主，且腐

7、蚀速很高，而均匀腐蚀则 较轻微。腐蚀部位的形状大多是点坑状、沟槽状以及具有平底锐边的 台地状等。油田腐蚀与结垢现状调研表明：油田目前已存在较严重 的腐蚀与结垢问题。2 大庆油田腐蚀环境调研大庆油田深层气藏主要存在CO2腐蚀，庆深气田产出体组分相当复 杂，一般主要成份为氮气、甲烷、二氧化碳、乙烷、丙烷、丁烷等， 其产液随着开采时问及开采方式的同而同。 深层气井产液的矿 化较高，达到 6000 m g /L以上；产水类型为C aCl或NaCl型，C1- 含较高；PH值均在7. 0左右，呈酸性；深层产液含氧，其产液成 分中离CO2含较高。大庆油田深层气藏目前投入开发的主要是砂砾 岩和火山岩两类储层。

8、庆深气川储层埋藏深大于 2 500 m,地层压 、温较高，岩性复杂，产出气中普遍含有CO2，试气时一般含在0.52.6%之问，生产过程中会发生一定变化。如力深2井在1996 投产初期CO2含1.85%，到2003CO2含已升至 5. 36%。力深2井因井下管柱腐蚀严重，于20047月已实施报废处。以起出的油管分析，主要表现为局部腐蚀，内表面腐蚀远远大于外表面，形 成与气方向的海槽，油管 600m以上腐蚀严重，部分油管甚至已腐 蚀成筛网状。油管600 m以下主要是均匀腐蚀，其丝扣腐蚀较严重。 3中原油田腐蚀环境调研。原油田自1989采用气举采油，油井增产效果十分明显，但随着 含水的逐力高， 腐蚀

9、也日加剧，截至目前已多次发现油管腐蚀 穿孔和套管腐蚀泄现象，影响油田的正常生产，直接经济损失 在千万元以上。表3为该油田中文13-127井及其文13- 257井的水质资情况分析， 以样品所在生产井的水质情况知道，两井高含水，且pH直较低，矿 化和 Cl -, Ca2+、HCO3-、CO2含高，会对碳钢造成较强的腐蚀。且 对中原油田气举井套管、油管的腐蚀结果进分析后，发现失效主要 是由于油井高矿化产出水中 CO2腐蚀作用的结果。说明该油田以CO2腐蚀为主表3样品所在生产井的水质情况mg/L井号产液量（折仙含水（%）温度汜）总矿化度（乂伸）沱+K*3*M* +cr xlO 长庆油田腐蚀环境调研长庆

10、油田位于陕甘宁盆地，自70代开发以来，已先后建成近 2500 口油井及300 口气井。由于陕甘宁盆地属多层性大型自水盆地，下 白晋系河宣君组分布范围广，产水高达每天10000m3，自每)机）HCOpH CO?SRBi 13-12721803516.65。乃91225770410. 136594626.5136It)文 13-25713943518.656679625046310. 6170982666.516710天2000m3，压6-7MPa水质主要是Na2S04及CaCl2卡型 还含有SO/-、CO2、H2S、Cl-、SRB（酸盐还原菌），总矿化很高 ，气井平均地层 温为104C，压在 3

11、0Mpa左右，在这种高温高压条件下，体系的腐蚀将非常严重。如此恶的腐蚀环境造成长庆油田油套管柱的 严重腐蚀。以长庆腐蚀特点来看，油管多发生内璧腐蚀；从腐蚀环境来看，腐蚀 主要由具有CO2、H2S、Cl-、SRB和高温高压高速联合作用引起的腐 蚀。由于上述腐蚀特点，油管在使用过程中的腐蚀问题非常严重，每 有大批油管腐蚀穿孔。至1996底，已有 502 口井损坏，平均寿命6-7，而且以每7-10%的损失逐增加。表4为长庆油田提供长庆油田模拟腐蚀环境：表4长庆油田模拟腐蚀环境腐蚀介质成分NaHCO3CaCl2含（g/L）0.20.215.632实验条件温：60C，CO2分压：0.1MPa，速：1m/

12、S，含水100%或含水80%、含原油20%5四川气田腐蚀环境调研含化氢天然气在全球分布广泛。我国目前已在四川、渤海湾、鄂尔多斯、塔木和准噶尔等含油气盆地发现含化氢天然气。 其化氢含变化区间很大，以微含化氢到天然气中化氢含占92%以上。四川气区70%的井生产的天然气含有化氢和二氧化碳。由于 产层压高，H2S和CO2的分压也高，一般均达到酸性天然气界线。因此，含气井一般也为酸性天然气井。四川气田中CO2-H2S共存气田的腐蚀具有多样性，因气藏的介质含，凝析油田产， Cl-含 同。下表为部分四川气田中CO2、H2S共存气田的腐蚀性环境情况：以四川磨溪气田天然气井下腐蚀的数据为：井中H2S含为1.66

13、%2.35%，CO2 含为0.36%0.89%。少地层水含有CO2、H2S、Cl-，单井日产水为0.13m3/d,地层水中Cl-50000120000mg/L,矿化为 69630222800 mg/L。井深约2700m，所用油管为日本NT-80SS抗 油管。该气田自19943月正式投入开发后，气田地下管及地而集输系统受到严重腐蚀，导致油管断，油嘴、针阀被，水套炉、 输气支线经常堵，集气干线超压，清管频繁，严重危及气田安全生 产。气田在试生产的头三就有 10余口井油管因腐蚀而穿孔或断 入井底，换腐蚀穿孔的油管达数千米，断于井内的油管有1600多米无法打捞。腐蚀发生在油管柱下端约2000m以下的积

14、水段， 2000m以上未见任何腐蚀。腐蚀产物主要是化铁和少的氯化铁。研究发现，腐蚀以电化学腐蚀和H2S腐蚀为主，兼有CO2、酸盐还 原菌(SRB)等腐蚀。表5四川部分气田CO2、H2S和地层水含表酸性气体H.S(S)CCh(S)cr(mg/L)矿化度(L)卧龙河大天池阳高寺6吉油田腐，中坝吉油田属于低zTV*cT/CPim3PiZ蚀环境63. 6583. 17091.9371. 11900, 0582. 25418.097105. 17425. 32250. 39228.1042. 45110, 49039.94196. 863腐蚀、结垢现象越来越突出。腐蚀、6, 3269盗.0.92 284

15、12 986030 352019 73629 11645 87433 525开发时间CaChCaCkCaCbMgCbCaCkCaChCaCh的延长，0. 3922. 68050.49033. 8948. 1076. 6836. 839注采系统06地层压逐渐低，注水井欠注严重，地层能足；油井综合含水逐提高，产递减迅速， 已严重影响油田正常生产。表 4为吉乾安油田大情字油田侵蚀性物质分析结果，结果表明，乾安油田大情 字地区虽处于开发的初期，但油田产出水成份复杂，为高程，高矿 化，结垢型水质，有少CO2和H2S腐蚀性气体；同时，有较高的HCO3 ，C1-，并有一定的负程，产生垢下腐蚀；给井下采油设备

16、 带来严重的腐蚀破坏和结垢。表6 吉乾安油田大情字油田侵蚀性物质分析结果号虑日1- 33- 116- 264- 31SO- 3184 - 27%- 21100- 21104- 19pH值1 10 7.6 15276 29.4 104 2 13.6 61 17. 5 R40a 0 130-0 7990 00 7m 60 0.00 7. 60 13.00 K5.0 fiB 15 25.23 IB. 32 0-2 95 95 15现负程；水中氯离子含高，达4000 mg/ L9400mg/ L。同时还含有较高的酸根离子。是引起油井及管网结垢的主要原因。6.2油井产出水中含有较高浓的侵蚀性离(C1- , HC03-),侵蚀性气体(H2S, C02, 02)和侵蚀性菌类(SR