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首页 > 《探索科学》 > 2023年12期 > 红河油田红河2井区腐蚀产物分析研究

（整期优先）网络出版时间：2023-12-29

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红河油田红河2井区腐蚀产物分析研究

黄霞

中国石油化工股份有限公司华北油气分公司石油工程技术研究院 450006

摘要：红河2井区整体含水高，水型为氯化钙型；其中，钙、镁、锶、钡易结垢阳离子以及碳酸氢根、硫酸根易结垢阴离子含量高；易产生电化学腐蚀的氯离子含量高。油管、抽油杆腐蚀结垢严重，其中腐蚀井次占15.3%，结垢井次占64.6%，检泵周期缩短。针对红河2井区腐蚀结垢严重、防腐阻垢效果不理想的问题，开展腐蚀产物成分分析，通过采出水组分测试、采出水细菌含量测试以及结垢产物成分鉴定实验，明确了（1）红河2井区采出水矿化度在55000-85000mg/L之间，为氯化钙水型，排除主要腐蚀因素中的采出水硫化物及细菌腐蚀影响；（2）采出水细菌含量较低，不构成引发油管腐蚀的主要原因；（3）现场结垢产物主要为CaCO3，后期现场阻垢剂的优选中需针对性选择除钙垢型缓蚀阻垢一体化药剂。

关键词：腐蚀产物；采出水组分；细菌含量

0引言

针对红河2井区腐蚀结垢严重、防腐阻垢效果不理想的问题，开展腐蚀产物成分分析，通过采出水组分测试实验、采出水细菌含量测试实验以及结垢产物成分鉴定实验，为红河2井区老区治理腐蚀结垢问题提供依据。

1 井区概况

红河2井区整体含水高，水型为氯化钙型；其中，钙、镁、锶、钡易结垢阳离子以及碳酸氢根、硫酸根易结垢阴离子含量高；易产生电化学腐蚀的氯离子含量高。油管、抽油杆腐蚀结垢严重，其中腐蚀井次占15.3%，结垢井次占64.6%，套管腐蚀穿孔日趋严重，检泵周期缩短。

2井区腐蚀产物分析

2.1 实验方法

（1）采出水组分实验：结合ICP-OES、滴定法获得采出水的水全数据。

（2）采出水细菌含量实验：采用细菌检测瓶获得采出水腐生菌、铁细菌、硫酸盐还原菌数量。

（3）结垢产物成分鉴定：结合水/酸溶性测试、XRD+SEM+EDS进一步明晰腐蚀结垢机理。

2.2实验步骤

（1）采出水组分实验步骤如下：

1.油井采样收于油桶，油水分离，通过离心机过滤；2.基于阳离子浓度的大致范围对产出液稀释；3.采用等离子发射光谱仪对采出水金属阳离子成分进行测定。

（2）采出水细菌含量实验步骤如下：

1.将同种测试瓶排成一组，编上序号；2.用无菌注射器取1mL现场水样注入①瓶中，充分振摇待用；3.用另一支无菌注射器从①号瓶内抽取1mL经充分振摇后的水样注入②号瓶中，经充分振摇后的水样注入③号瓶内，充分振摇；4.重复上述步骤逐级稀释到④号瓶内；5.上述过程结束后，将测试试样瓶放置在恒温箱中培养。

（3）结垢产物成分鉴定实验

水溶性测定实验步骤：

1.取出油井垢样，充分研磨后取1g溶于200mL去离子水中，置于超声容器中溶解；2.溶解后观察；3.使用孔隙为0.45μm的滤膜对溶液进行过滤并称重。

酸溶性测定实验步骤：

1.取出部分油井垢样，充分研磨后取1g溶于200ml浓度为1mol/L HCl溶液中，放置超声容器中充分溶解；2.溶解后观察；3.使用孔隙为0.45μm的滤膜对溶液进行过滤并称重。

XRD/SEM/EDS表征：

根据SEM、XRD图谱和EDS元素分析明确结垢产物。

2.3 实验结果分析

（1）由表1得红河2井区水样矿化度在55000-85000mg/L之间，为氯化钙水型，属于极易腐蚀结垢水型。

表1 水样水全分析数据表

井号	pH	钙离子ppm	镁离子ppm	钡离子 ppm	锶离子 ppm	钠离子 ppm	钾离子 ppm	铁离子 ppm	碳酸根 ppm	碳酸氢根 ppm	氯离子ppm	硫酸根离子 mg/L	矿化度 mg/L
红河2-1	5.4	1484	745	220	109	14657	188	31.3	0	84	50864	3282	58972.3
红河2-2	6.4	3864	978	12	153	15497	227	62.5	0	251	52468	2435	63531.5
红河2-3	6.7	7816	768	522	128	26884	274	6.3	0	83	51147	1158	81483.3

（2）由表2可得，腐生菌、铁细菌以及硫酸盐还原菌不是引发油管腐蚀的主因。

表2 采出水细菌量测试结果表

井号	腐生菌（个/mL）	铁细菌量（个/mL）	硫酸盐还原菌量（个/mL）
红河2-1	0	2.5	0
红河2-2	2.5	2.5	0
红河2-3	0	2.5	9.5

（3）结垢产物成分鉴定

有0.9644g未溶于水，水溶率等于3.56%，说明垢样水溶性差；垢样酸溶性好，酸溶率为90.44%；根据SEM形貌分析，结垢产物呈现剥离的片状形貌，根据XRD图谱和EDS元素得结垢产物主要为斜方晶系文石态和三方晶系方解石态的CaCO3；根据EDS点、面扫描可得结垢产物中主要元素为C、O、Ca ，S含量较少，不构成主要的结垢产物。由此，判断现场结垢类型主要为CaCO3垢。