化子坪油区污水防腐技术研究

[摘 要] 通过对化子坪油区产出水的腐蚀原因及影响因素的分析研究，对两种缓蚀剂的腐蚀程度的对比，优选出适合化子坪区的缓蚀剂。降低设备的腐蚀速度，提高其利用率，为油田可持续发展提供保障。

[关键词] 污水 防腐 研究

1.污水腐蚀因素的分析研究

1.1 pH值对回注污水腐蚀性的影响

污水的pH值对于金属腐蚀速度的影响往往取决于该金属的氧化物在水中的溶解度对pH值的依赖关系。如果该金属的氧化物溶于酸性水溶液而不溶于碱性水溶液，例如镍、铁、镁等，则该金属在低pH值时就腐蚀得快一些，而在高pH值时就腐蚀得慢一些。必须指出的是，将铁列入这一类金属是有条件的，因为pH值很高时，铁要溶解而生成铁盐。

为了分析研究pH变化对化子坪作业区污水系统腐蚀性能的影响，本实验通过添加1+10的盐酸，改变含油污水的pH值，采用室内静态腐蚀挂片试验，分别测定了不同pH条件下的腐蚀速率。试验结果见表1。

从表1中的实验结果可以看出：随着污水pH降低，腐蚀速率大大增加。

1.2 温度对回注污水腐蚀性的影响

温度几乎能提高所有化学反应的速度。对油田采出水腐蚀的影响主要表现在两方面：一方面温度的提高，加快了腐蚀反应的速度，使腐蚀加剧。另一方面由于水温升高，溶解氧含量减少，使阴极去极化能力减弱，对阴极反应主要是氧的去极化反应。对中性或碱性溶液来说，温度升高，腐蚀减缓，两者综合，温度升高，腐蚀还是要加剧，但变化相对较慢。对于酸性溶液，因为参与阴极去极化反应的是氢离子而不是氧，温度升高，加快了阴极去极化反应的速度。所以，如果采出水呈弱酸性，则温度对腐蚀的影响要大于中性或弱碱性采出水，且呈指数上升关系（温度每升高10℃腐蚀加快2～3倍）。

为了分析研究温度变化对化子坪作业区污水回注系统腐蚀性能的影响，本实验通过改变实验条件（由原来的36℃提高到44℃），采用室内静态腐蚀挂片试验，测定化子坪作业区含油污水在45℃的腐蚀速率。试验结果见表2。

从表1和表2中的实验结果可以看出：①随着污水中溶解氧的逐渐增大，污水的腐蚀性能明显增大；②在含油污水温度升高的条件下，溶解氧对污水腐蚀性的影响更大。

1.3 矿化度对含油污水腐蚀性的影响

矿化度对腐蚀的影响主要表现在两个方面：一方面矿化度高，溶液的电导率大，有利于电荷的转移，腐蚀速度加快；另一方面矿化度高，溶解氧含量减少，不利于阴极的去极化，使腐蚀速度减慢。对以氧的阴极去极化反应为主的腐蚀过程，矿化度在30000～40000mg/L时，腐蚀速度达到最大值，矿化度再高时，腐蚀速度下降。这种情况，在采出水的pH越大时越明显。

1.4 Cl-对含油污水腐蚀性的影响

实践中发现许多设备的点蚀多来自于Cl－的介质引起的。Cl－的存在是引起碳钢点蚀的主要原因，当Cl－与O2或氧化性金属离子（Cu2＋、Fe3＋）共存时，加速点蚀的进行，一些含非侵蚀性的阴离子（如SO42-、OH-、CO32-、等）可起点蚀缓蚀剂的作用，减缓点蚀。

1.5 水的流速及磨损对含油污水腐蚀性的影响

采出污水的流速越快，腐蚀速度也越快，这是因为流速加速了离子的移动，抑止了浓差极化。同时介质中的固体颗粒在流动时的磨损作用，破坏了金属表面保护膜（氧化膜、钝化膜等），使腐蚀加剧。这是采出污水在回注过程中经常在弯头、变径处腐蚀加剧的主要原因。

2.缓蚀剂评价实验结果与分析

采用失重法测定J55钢片在20℃,30000mg/L盐溶液的腐蚀介质中，添加从两种缓蚀剂(标号H1,H2)的情况下的腐蚀速率，比较不同缓蚀剂的缓蚀性能，从而选出缓蚀效果好的缓蚀剂。实验时间为3天，实验方法按SY/T 5273－2000《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》操作。实验结果见表3。

由表可知，当盐浓度为30000mg/L时，试片材质为J55时，缓蚀剂H2缓蚀效果最好。

下面对H2不同加量下缓蚀效果进行评价，实验结果见表4和图1。

图1 缓蚀剂不同加量的缓蚀效果

由表4和图1可知，当盐浓度为30000mg/L，温度为20℃，试片的腐蚀速率随着缓蚀剂加量的增加而减少。

下面考察温度对H2的影响，实验结果见表5和图2。

图4-2 缓蚀剂在不同温度下缓蚀效果

由表4-7和图4-2可知，当盐浓度为30000mg/L，缓蚀剂H2加量为30mg/L时，该缓蚀剂在各温度下均有一定的缓蚀效果，随着温度的增加试片的腐蚀速率增大。

下面研究高温下H2的加量选择，实验结果见表4-8和图4-3。

由表4-8和图4-3可知，在高温(90℃)下，随着缓蚀剂加量的增加，试片腐蚀速率减小。

3.结论

3.1随着污水pH降低，腐蚀速率大大增加。

3.2随着污水中溶解氧的逐渐增大，污水的腐蚀性能明显增大。

3.3在含油污水温度升高的条件下，溶解氧对污水腐蚀性的影响更大。

3.4矿化度在30000～40000mg/L时，腐蚀速度达到最大值，矿化度再高时，腐蚀速度下降。

3.5适当浓度缓蚀剂H2比较适合于化子坪区的含油污水的防腐。

作者简介：

朱杰 延长油田股份有限公司杏子川采油厂勘探开发研究所 1995年毕业于西安石油学院，先后从事采油大队技术员、生产调度、开发科技术员，现丛事勘探开发研究工作，2007年取得工程师，被采油厂聘用至今。