油田地面注水系統(tǒng)腐蝕影響因素研究及控制

吳曉旭 任哲雨 孫奇

摘要：影響油田注水系統(tǒng)腐蝕的各因素之間相互影響、互為因果，構(gòu)成一個(gè)異常復(fù)雜的腐蝕體系。本文采用灰色關(guān)聯(lián)分析法【1】對(duì)水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，找出了影響注水系統(tǒng)腐蝕的主要因素，并提出了控制腐蝕速率的具體方法。

關(guān)鍵詞：腐蝕因素;灰色關(guān)聯(lián)分析法;腐生菌【2】;懸浮固體

1前言

西部某油田注水采用“低壓供水，高壓注水”的全封閉式注水系統(tǒng)，沿程管材為玻璃鋼管+鋼制轉(zhuǎn)換接頭。由于注入水的礦化度高、腐蝕性強(qiáng)，使注水系統(tǒng)面臨巨大的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。因此找出影響腐蝕的主要因素，并制定相應(yīng)的防腐措施顯得尤為重要。

2灰色關(guān)聯(lián)分析法在腐蝕因素研究中的應(yīng)用

2.1灰色關(guān)聯(lián)分析法適用性

注水系統(tǒng)腐蝕影響因素的研究帶有不確定性和模糊性。傳統(tǒng)的建模方法難以發(fā)揮作用，而灰色系統(tǒng)建立的數(shù)學(xué)模型屬于連續(xù)的微分模型，利用這一模型可對(duì)系統(tǒng)的發(fā)展變化進(jìn)行全面的分析。

2.2灰色關(guān)聯(lián)理論數(shù)據(jù)分析

根據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析原理對(duì)油田水質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)算出兩條管線各子影響因素與母序列的灰色關(guān)聯(lián)度。

灰色關(guān)聯(lián)分析評(píng)價(jià)的步驟如下：

（1）收集評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)均值化處理。

（3）計(jì)算指標(biāo)序列與參考數(shù)列的絕對(duì)差值。

（4）確定當(dāng)中的最大、最小值。

（5）計(jì)算比較序列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)系數(shù)。

（6）計(jì)算關(guān)聯(lián)度。

（7）依據(jù)關(guān)聯(lián)度，得出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。

結(jié)果見表1、表2。

則，1#注水管線腐蝕速率的灰關(guān)聯(lián)序?yàn)椋?/p>

腐生菌>懸浮固體>含油量>硫酸鹽還原菌>鐵細(xì)菌

由于灰色關(guān)聯(lián)度越大的因素對(duì)腐蝕速率的影響越大。所以影響1#線腐蝕速率的主要因素為：腐生菌、懸浮固體、含油量。

注水2#線腐蝕速率的灰關(guān)聯(lián)序?yàn)椋?/p>

含油量>懸浮固體>腐生菌>硫酸鹽還原菌>鐵細(xì)菌

影響注水2#線腐蝕的主要因素為：含油量、懸浮固體、腐生菌。

3結(jié)論

影響油田注水系統(tǒng)的各因素對(duì)腐蝕的影響程度各不相同，但含油量、懸浮固體、腐生菌是主要原因。

3.1含油量腐蝕機(jī)理

油田注入水中的原油，其中有機(jī)硫化物、環(huán)烷酸、有機(jī)酸等可以與管道金屬部分發(fā)生化學(xué)腐蝕、電化學(xué)腐蝕。

3.2懸浮固體腐蝕機(jī)理

處于體系中的不溶性固體，在金屬表面形成的沉淀膜強(qiáng)度和基體的結(jié)合力不夠，沉淀膜不完整也不致密，增大了金屬表面的不均勻性，使腐蝕加劇。

3.3腐生菌影響腐蝕機(jī)理

腐生菌菌群（TGB）普遍存在于石油、化工等工業(yè)領(lǐng)域的水循環(huán)系統(tǒng)中，其繁殖時(shí)產(chǎn)生的粘液極易引起電化學(xué)腐蝕，并會(huì)促進(jìn)硫酸鹽還原菌等厭氧微生物的生長(zhǎng)和繁殖，有惡化水質(zhì)、破壞油層和腐蝕設(shè)備等多重副效反應(yīng)。

4腐蝕影響因素控制措施及效果

針對(duì)影響注水地面系統(tǒng)腐蝕的主要因素，制定相對(duì)應(yīng)的治理措施，取得了良好的效果。

4.1含油量及固體懸浮物控制

（1）優(yōu)化水處理工藝及藥劑配方配比，提高采出水處理效果。

（2）新建和投用了1具600m3沉降罐，加強(qiáng)了采出水處理過程的沉降。

（3）加強(qiáng)注水管線的清洗，實(shí)施正反洗+檸檬酸熱洗的管線清洗工藝。

4.2腐生菌的控制

（1）加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的密封性，定期向注入水中投加除氧劑。

（2）在水處理過程中加入殺菌劑【3】和阻垢劑。

通過以上治理措施，注入水中的含油量、固體懸浮物、腐生菌明顯降低，管線腐蝕速率得到有效控制。地面注水管線使用壽命由原來的2年增加至目前的5年。

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