聚合物驱采油污水管道腐蚀与结垢分析.pdf

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1、232化工机械20l1年聚合物驱采油污水管道腐蚀与结垢分析朱殿瑞+h王洪磊他武云龙2(1．东北石油大学8．机械科学与工程学院；b．机电馆腐蚀防护实验室；2．大庆油田第五采油厂规划设计研究所)摘要模拟采油厂污水管道循环系统，对结垢产物和腐蚀产物成分采用表面分析技术进行分析，研究三元复合驱油过程中管道的腐蚀和结垢特点以及结垢对腐蚀的影响。结果表明，管道钢材在污水中为局部腐蚀，伴有腐蚀坑和腐蚀沟；管道内壁沉积大量以cac0，为主的垢物；垢物夹杂腐蚀产物附着在管道内壁，产生垢下腐蚀现象，最终造成腐蚀穿孔。关键词管道采油污水结垢腐蚀中图分类号TQ055．8+l文献标识码B文章编号0254-6094(

2、2011)02旬232-04油气田开采进人中后期时，利用储层天然能量的一次采油、注水注气的二次采油便进入“采油瓶颈”阶段。三元复合驱(AsP)体系利用降低油水界面原理，启动残余油所需的最低界面张力，提高趋油效率。大庆油田第五采油厂自采用三元复合驱工艺以来，原油采收率相比水驱提高了20％，驱替效果明显⋯；在水资源严重短缺的情况下，采油污水循环用于注水伴采系统，这样既能解决水资源短缺的问题，又能消除采油污水外排对环境的污染。大庆第五采油厂含油污水的矿化度较高，其中含有大量的盐类离子，悬浮物，高含油度、高温、高pH值的杂质及细菌等，引起污水管道内壁腐蚀、井筒中结垢，严重的垢下腐蚀现象造成管道多次

3、穿孔、垢物堵塞，迫使油厂短时期频繁更换管线设备。为确保注入水循环系统的安全稳定，对油田污水腐蚀与结垢原因进行分析研究。1实验1．1实验水质分6次现场提取大庆第五采油厂联合站油田回注水作为实验水样，按照《碎屑盐油藏注水水质推荐指标及分析方法sY／T5329．1994》标准测量水样含油量、悬浮物含量、硫化物及细菌的含量，用重量法测定矿化度，用AgNO，沉淀法测定Cl一，采用Ba(N0，)：沉淀法测定SO．2‘，Ca2+、M92+采用乙二胺四乙酸标准分析纯溶液滴定，其它离子用气相光谱仪测定，pH值采用pHs一3c型酸度计进行测定，用温度计现场测定温度。含油污水中离子含量检测结果和污水水质检测结果

4、分别见表l、2。表1含油污水中离子含量检测结果mg·L“离子ca2+K++Na+M92+cl—Hc03一s042一c032‘含量76．38812．60lO．48116．451335．1086．451328．99注：表中数据为6次提取水样的平均值。表2含油污水水质监测结果注：表中数据为6次提取水样的平均值。·朱殿瑞，男，1954年1月生，副教授。黑龙江省大庆市，163318。12宴验装置挂片试样选油【1IJH20‘管道钢(色古丧[fj『Nrr镀处理．mF简称试样)．浸泡武样尺寸均为50⋯x25⋯2⋯，刚水砂纸将其打磨光亮，蒸稍水冲洗．阿酮除油．川感艟为ooooI*的【b于天平称重后，艘人}垛

5、器内傅川。吏翰采刚fI制的宅内模拟装跣，包括高温高压厦斑蕞加热控温反应器、循环增压泵蛛闷控制开关投循环管道等=取大庆第五来油f¨水在反应釜中南闭循环恒温加热．衍环温度为60℃，实骑周期为20d2实验结果与讨论21腐蚀彤貌使川日托s-340uN电子艟微镜(sEM)舭察腐蚀后20’钢森而，如lq1所示(试样在禽浦拇水rI-的腐蚀sEM照片)试样表丽出现r明娃的腐蚀坑和脯蚀沟祷蚀氍度比较严重。从储蚀坑微腻的定点能谱分析(EDs川，(幽2)发现腐蚀坑和借蚀翔附近碳化物禽鲢异常商．¨n：sFM【目巾nr以明显现察到‘开裂剁离痕迹“说l∞碳钢试佯巾存n碳化物的夹杂物『nl夹杂物电位蛋此周围麟锕基体的电

6、位高，与托形成r嚼眺做电池，兜杂物崩fq的钢基体肖先作为幅蚀微Lb池酊檄牺牲溶解随后夹杂从表面脱落，蚱最终形成腐蚀坑和廊蚀淘。腐蚀境产物t素能谱分析产物儿索HI禽lII依次为氧2904％、硅538％、钙IM％嗽舛33％(不排除有少量的娃它元素通过化学吸附南式吸附在膳蚀产物膜上的可能)。圈3试样在污水中的腐蚀沟产物元素能谱分析◆234化工机械2011年结合图3可初步判断，铁元素较腐蚀前明显减少，而氧含量明显增多，这表明钢体表面发生了吸氧腐蚀，ca元素的存在说明已发生垢下腐蚀。为确定腐蚀产物的具体成分，用物理、化学方法(干燥、灼烧、酸化、过滤)作氧化物分析，实验结果见表3，主要腐蚀产物为Fe3

7、0。、Fe：03、FeC03、Fe(OH)，混合物，成分及含量与能谱仪测定的元素含量基本一致。表3腐蚀产物的氧化物成分分析％氧化物si02Fe，O·Fe20，Fec03Fe(oH)3caOA1203含量6．4l43．0327．049．975．574．121．87注：表中1％其它杂质未标出。2．3腐蚀速率通过静态失重法测出金属表面的平均腐蚀速率。将腐蚀后的试片先用软毛刷除去表面的腐蚀产物，清水冲洗，擦干后放入去膜液(100