广利油田腐蚀研究

广利油田腐蚀机理及防腐措施研究

汇报提纲二、注入水腐蚀性研究一、概述三、油套管腐蚀机理研究六、研究结论五、防腐措施研究四、腐蚀影响因素的研究一、概述

广利油田自74年投入开发，已有30多年的历史，目前综合含水高达95.7%，86年开始出现套损井，至2003年4月套损井高达106口，占油水井总数的41.8％，套损井的大量出现使得广利油田开井数和产量急剧下降，开井数下降到145口，年产量下降到20万吨。套管损坏类型以穿孔漏失、破裂漏失为主，并且注水井的损坏比例高。该油田共有注水井207口，现在能正常注水的只有70口左右。

现场套管损坏状况

广利油田腐蚀严重，尤其是注水井油套管。本课题，从注入水的水质，油套管的腐蚀产物分析等角度，研究了广利油田的腐蚀机理，并进一步研究了防腐措施。一、概述二、广利油田注入水腐蚀性研究1、水质分析取样点pH值溶解氧（mg/L）硫化物(mg/L)游离CO2(mg/L)SRB(个/mL)TGB(个/mL)

FB(个/mL)

广利来水5.85<0.051-2227.12.50.60广利外输5.83<0.051-2218.362.50.6广一注水站5.86<0.01

1-2221.86602.514-7配水间

6.56<0.01

0.5190.1660L24-14井/表层8.9<0.010.401302.50L24-14井/500米8.83<0.01006.0×103

1.4×104

2.5

L24-14井/1000米9.06<0.01002.5×104

>1.1×105

6.0底井

井深1000m

井深500m

井口水莱24-14注水井环空液变化情况：二、注入水腐蚀性研究1、水质分析取样点Ca2+

mg/LMg2+mg/LCl-mg/LSO42-(mg/L)HCO3-mg/LCO32-mg/LOH-mg/L矿化度mg/L广利来水1615

31120899944660034393广利外输16333102091990478003446424－14注水井井口14382711929352397003186724－14注水井/1000m14372361883235067.0919.0230697主要离子分析结果2、离子分析二、水质腐蚀性研究钙镁离子呈减小的趋势，说明注水井内结垢严重3、腐蚀趋势研究广利外输配水间

500米

1000米

二、注入水腐蚀性研究动电位极化曲线取样点外输14-7配水间24-14/500m24-14/1000m腐蚀电流（uA）63.33118.0203.7953.2腐蚀速率（mm/a）0.16380.30680.53042.4778小结

通过对广利油田水质的检测分析可知，其腐蚀性强，对注水井油套管的腐蚀危害严重，主要原因是：CO2、细菌、溶解氧、矿化度高、污垢。二、注入水腐蚀性研究根据腐蚀产物反演不同井深的腐蚀机理地表～100m1000～2000m地表2000m～井底100～1000m井深分为4段三、油套管腐蚀机理研究主要成分：Fe、Cl、O

元素OClFeWt%40.427.9551.63SEM电镜照片能谱分析结果说明腐蚀产物的组成为三、油套管腐蚀机理研究Cl-促进下的氧腐蚀地下～100m油管腐蚀产物分析地表-地下100米垢物XRD分析图谱主要成分FeCO3、Fe2(OH)3Cl、Fe2O3·nH2O三、油套管腐蚀机理研究Cl-促进下的O2腐蚀以及CO2腐蚀

地下100～1000米油管腐蚀产物分析元素重量CK24.38OK26.66SiK0.58SK7.40CaK16.73FeK24.26能谱分析

主要成分：C、Fe、O

SEM电镜照片三、油套管腐蚀机理研究地下100-1000米XRD分析主要成分CaCO3、FeCO3、Fe9S8

地下100米～1000米的主要腐蚀因素为CO2腐蚀以及SRB腐蚀。三、油套管腐蚀机理研究主要成分：C、Fe、O图12.SEM电镜照片元素重量CK24.52OK31.55SiK1.55ClK1.05CaK6.27FeK35.06

能谱分析

地下1000米～2000米油管腐蚀产物分析三、油套管腐蚀机理研究地下1000-2000米垢物XRD分析主要成份(Ca,Mn)CO3

此区间的腐蚀主要为CO2腐蚀以及垢下腐蚀三、油套管腐蚀机理研究地下2000米至井底区段的油套管腐蚀机理

采用逐层剥离分析的方法，对莱1-212注水井底最后一根油管的腐蚀产物进行全面细致的分析

三、油套管腐蚀机理研究12345Fe、C、OFe、C、O、SSEM电镜照片三、油套管腐蚀机理研究2层3层Fe、C、O、SFe、C、O、SFe、C、O、S、Cl4层5层1层地下2000米至井底垢物XRD分析主要成份FeCO3CO2、SRB及Cl-共同作用，以CO2腐蚀为主要因素三、油套管腐蚀机理研究小结井深主要腐蚀因素地表10mCl-促进下的氧腐蚀地下100mCl-促进下的氧腐蚀以及CO2腐蚀地下100～1000mCO2腐蚀以及少量的SRB腐蚀地下1000～2000mCO2腐蚀地下2000m至井底Cl-、CO2以及SRB共同作用，整体上CO2腐蚀为主要因素三、油套管腐蚀机理研究

由于腐蚀影响因素多，而各种影响因素之间又相互促进，所以腐蚀过程非常复杂。经分析，广利油田注入水腐蚀严重的的主要影响因素有：游离二氧化碳、SRB大量繁殖、溶解氧、垢下浓差电池腐蚀、矿化度等。为进一步探明N80钢在广利油田注入水中的腐蚀机理，利用电化学方法，对腐蚀因素的影响进行了研究。

四、腐蚀影响因素的研究0mg/L

100mg/L

200mg/L

300mg/L

1、二氧化碳对腐蚀的影响四、腐蚀影响因素研究CO2/mg/L0100200300Ek/mV-792.2-707.9-710.2-667.0腐蚀电流/uA6.84550.3263.33549.3腐蚀速率(mm/a)0.01790.1310.16471.428SRB的腐蚀机理四、腐蚀影响因素研究4Fe+SO42—+4H20----->3Fe(OH)2+FeS+20H-2、SRB对腐蚀的影响25个/mL

600个/mL

6000个/mL〉105个/mL四、腐蚀影响因素研究SRB（个/mL）2.5×1016.0×1026.0×103〉1.1×105腐蚀电流(mA)0.00790.01070.1170.240腐蚀速率(mm/a)0.02050.02780.30420.624四、腐蚀影响因素研究3、溶解氧对腐蚀的影响氧腐蚀机理0.05mg/L0.2mg/L0.7mg/L1.0mg/L四、腐蚀影响因素研究不同溶解氧浓度下的极化曲线含氧（mg/L）0.050.20.71.0Ek/V-0.82-0.807-0.780-0.770腐蚀电流(mA)0.0170.0410.0440.075腐蚀速率(mm/a)0.04420.10660.11440.195矿化度与腐蚀速率关系曲线

4、矿化度对腐蚀的影响当矿化度达60000mg/L时，腐蚀速率达最大值，小于60000mg/L时，腐蚀速率随矿化度的增大而增大。广利油田污水矿化度达40000mg/L左右，属于腐蚀严重区。(mg/L×104)四、腐蚀影响因素的研究5、管壁污垢对腐蚀的影响广利油田注水系统腐蚀严重，腐蚀产物及细菌粘膜复盖金属外表不严密，不均匀，容易使垢下的贫氧区和无垢区的富氧区形成氧的浓差电池，引起垢下腐蚀。此时，阴极反响：02+2H20+4e---->4OH-随着腐蚀过程的进行，亚铁离子在缝隙内大量积聚，为了保持电中性，C1-离子不断向缝隙内迁移，使缝隙内形成高浓度的FeCl2，FeCl2水解使缝隙内成为酸化区。此时，阴极反响：H++2e---->H2，腐蚀加剧。另外，垢下的贫氧区为SRB提供适宜的生长环境，SRB的大量繁殖，进一步引起细菌腐蚀。四、腐蚀影响因素的研究序号O2CO2pHS2-矿化度腐蚀速率（mm/y）10.15050150.05620.1510060.5250.06430.1520072350.09240.1530086450.07250.35062450.05460.3510056350.04470.3520080250.09880.3530070.5150.10390.7076250.051100.710082150.072110.720050.5450.064120.730060350.092131080.5350.07214110070450.10315120066150.07416130052250.082R0.51.12511.050.125CO2>SRB>pH>O2>矿化度

四、腐蚀影响因素的研究五、防腐措施研究

针对广利油田注水井油套管腐蚀的各个因素，本课题开展了一系列的防腐措施研究工作工艺方防腐死水变活水耐腐蚀材料涂镀层耐蚀合金环境介质水质改性化学药剂五、防腐措施研究1、缓蚀杀菌剂筛选药剂型号浓度（mg/L）缓蚀率（%）说明污水缓蚀剂1#3063.8水黄，有黄色沉淀；片光滑，局部发黑4064.3水黄，有黄色沉淀；片光滑，局部发黑5065.8水黄，有黄色沉淀；片光滑，局部发黑污水缓蚀杀菌剂2#3086.9水黄，有黄色沉淀；片光滑光亮4082.1水黄，有黄色沉淀；片光滑光亮5081.0水黄，有黄色沉淀；片光滑光亮污水缓蚀剂3#3066.7水黄，有黄色沉淀；片光亮光滑4077.4水黄，有黄色沉淀；片光亮光滑5083.3水黄，有黄色沉淀；片光亮光滑五、防腐措施研究2、水质改性技术pH值6.847.588.5腐蚀电流(uA)12.54.3316.41.93调节pH值8.5以上五、防腐措施研究2、水质改性技术电化学预氧化处理通过电化学设备使水发生电化学反响，产生所需的强氧化性物质，杀灭水中细菌，将Fe2+氧化成Fe3+，同时去除S2-，在絮凝剂的共同作用下，去除容易产生腐蚀、结垢的成份，到达水质净化和抑制腐蚀、结垢的目的。五、防腐措施研究3、死水变活水环套空间内的死水会引起细菌大量繁殖，加剧腐蚀。死水变活水工艺能够抑制细菌滋生，控制腐蚀。具体措施是每周反注30m3水。五、防腐措施研究4、外表镀膜技术未镀膜镀一层TiO2镀三层TiO2镀五层TiO2腐蚀电流(uA)12.52.574.254.81五、防腐措施研究5、耐蚀合金产品类型钢级抗C02腐蚀性能经济型抗C02＋Cl-腐蚀油套管BG80-1Cr耐蚀性能与常规油套管相比提高2倍以上BG80-3CrBG110-1CrBG80-5CrBG110-5Cr经济型抗C02＋H2S+Cl-腐蚀油套管BG80S-3CrBG90S-3CrBG95S-3Cr五、防腐措施研究6、防腐技术的现场应用采油5队：L1X283、L1-284、L1-177、L1-176、L1-252、L1-51、L1-103、L1-53、L3