安塞油田污水腐蝕特征及治理措施

安塞油田污水腐蝕特征及治理措施

安塞油田目前有12個(gè)廢水處理廠。每天生產(chǎn)原油廢水5607m3、工業(yè)廢水420m3/d，廢水6027m3/d。共建注水站28座,其中污水回注站12座;污水回注井161口,實(shí)際開(kāi)井147口,污水全部實(shí)現(xiàn)回注,其中回注生產(chǎn)層注水井150口,實(shí)際開(kāi)井141口,回注污水量5190m3。1集輸站水質(zhì)安塞現(xiàn)場(chǎng)采樣測(cè)試表明,受各種條件的限制,不同污水產(chǎn)出點(diǎn)水質(zhì)相差較大,侯市、坪橋和張渠3座集輸站水質(zhì)均較差,特別是侯市集輸站,機(jī)雜和含油2項(xiàng)主要指標(biāo)均超過(guò)100mg/l。總鐵和硫細(xì)菌含量均較高。安塞油田產(chǎn)出污水水質(zhì)狀況見(jiàn)表1。2對(duì)廢水系統(tǒng)腐蝕性的研究通過(guò)室內(nèi)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),對(duì)安塞油田各污水站污水樣品進(jìn)行了腐蝕速度評(píng)價(jià)研究。1室內(nèi)腐蝕掛片試驗(yàn)其主要目的是在恒定溫度下,排除流的影響,對(duì)各種離子腐蝕程度進(jìn)行測(cè)定。試驗(yàn)條件包括:掛片材料:A3鋼;試驗(yàn)溫度:常溫(25±2℃);試驗(yàn)周期:7d。通過(guò)對(duì)污王十六轉(zhuǎn)、王窯集中處理站、坪四注、賀一轉(zhuǎn)、招一轉(zhuǎn)5個(gè)站區(qū)取回的水樣進(jìn)行室內(nèi)腐蝕掛片試驗(yàn),測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖1。圖1顯示,污王十六轉(zhuǎn)污水對(duì)金屬的腐蝕最為嚴(yán)重,其次為坪四注,賀一轉(zhuǎn),最后是招一轉(zhuǎn)和王窯。在試驗(yàn)過(guò)程也發(fā)現(xiàn)個(gè)別水樣里有明顯的硫化氫味,掛片上覆蓋有黑色的腐蝕產(chǎn)物。從腐蝕速度來(lái)看,起初1～2d變化較大,之后趨于平穩(wěn)。2試樣電化學(xué)測(cè)試該方法不但測(cè)量簡(jiǎn)便速度快,而且測(cè)試靈敏度高。當(dāng)使用精密儀器測(cè)量時(shí),可測(cè)量出μA至nA數(shù)量級(jí)的電流變化。用該方法在室內(nèi)對(duì)污王十六轉(zhuǎn)、王窯集中處理站、坪四注、賀一轉(zhuǎn)、招一轉(zhuǎn)5個(gè)站區(qū)取回的水樣進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試。測(cè)試設(shè)備采用中科院金屬腐蝕與防護(hù)研究所研發(fā)的CMB-410A4通道智能腐蝕速度測(cè)試儀,工作電極是Q235-B,工作面積為1cm2,試驗(yàn)溫度為252℃。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可以看出,賀一轉(zhuǎn)的極化電阻隨時(shí)間增加由低向高變化,其腐蝕速率逐漸降低;污王十六轉(zhuǎn)的極化阻力最小,且隨時(shí)間的變化不大,其相應(yīng)的腐蝕速率最大且相對(duì)穩(wěn)定;王窯集中處理站、坪四注、招一轉(zhuǎn)3個(gè)站腐蝕速率和極化電阻介于其中。以上5個(gè)站區(qū)水樣的腐蝕都屬于強(qiáng)腐蝕。3腐蝕速度的測(cè)定從污水系統(tǒng)室內(nèi)腐蝕測(cè)試結(jié)果來(lái)看,污水系統(tǒng)腐蝕速度嚴(yán)重超過(guò)管材標(biāo)準(zhǔn)腐蝕速度,現(xiàn)場(chǎng)掛片(掛片150d)的結(jié)果反應(yīng),長(zhǎng)6層的腐蝕速度明顯高于長(zhǎng)2層產(chǎn)出水,長(zhǎng)6層、長(zhǎng)2層腐蝕率分別達(dá)到50,10g/(dm2·a)。同時(shí)腐蝕速度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)而加快(圖3)。3廢水回收站侵蝕成因分析1垢下腐蝕的診斷現(xiàn)場(chǎng)掛片和室內(nèi)掛片結(jié)果表明,該站儲(chǔ)油罐及清水罐腐蝕十分嚴(yán)重,且存在酸不溶垢物BaSO4和CaSO4,從而推斷存在垢下腐蝕。該站水質(zhì)分析結(jié)果表明Cl-含量很高,同時(shí)還存在大量的HCO-3,說(shuō)明除細(xì)菌腐蝕外,還存在CO2腐蝕。2優(yōu)化改造我國(guó)現(xiàn)行的腐蝕制度,見(jiàn)表3坪四注現(xiàn)場(chǎng)掛片顯示結(jié)垢和腐蝕都很?chē)?yán)重。主要垢物是CaCO3,其次是FeS。水質(zhì)分析顯示注入水中含有濃度很高的Cl-,同時(shí)伴有S2-和HCO-3的存在,說(shuō)明腐蝕起因是Cl-催化下垢腐蝕和CO2腐蝕,尤以SRB腐蝕為重。通過(guò)室內(nèi)掛片試驗(yàn),細(xì)菌含量減少3個(gè)數(shù)量級(jí)(從106個(gè)/ml降到103個(gè)/ml),腐蝕速率降低50%以上。同時(shí),掛片后腐蝕速率明顯低于掛片前,說(shuō)明細(xì)菌的數(shù)量在試驗(yàn)進(jìn)行15d后發(fā)揮效應(yīng)。3腐蝕產(chǎn)物分析腐蝕形態(tài)屬于典型的坑腐蝕,腐蝕坑圓而小,是典型的SRB腐蝕。腐蝕較嚴(yán)重,結(jié)垢性能不甚明顯。腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果表明,FeS及FeO的含量很高,其次是FeCO3,水型屬于NaHCO3型。證實(shí)腐蝕主因是細(xì)菌腐蝕,并伴隨很大程度的H2S和CO2腐蝕,3者共同作用。4王窯集輸站與caso3兩站水型都是CaCl2型,且均加有阻垢劑、殺菌劑和緩蝕劑。所以水質(zhì)分析、垢樣分析及現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)掛片試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn),這兩個(gè)站腐蝕與結(jié)垢現(xiàn)象均較輕,這可能是加入的阻垢劑、殺菌劑和緩蝕劑發(fā)揮了作用(有關(guān)這一點(diǎn)還需要進(jìn)行進(jìn)一步的研究與探討)。主要腐蝕產(chǎn)物有CaCO3和FeO,及少量的BaSO4,王窯集輸站還存在一定的CaSO4和FeS。結(jié)果表明,腐蝕原因是Cl-參與下的氧腐蝕,并拌有H2S和CO2腐蝕。4系統(tǒng)設(shè)備、流程、計(jì)量設(shè)施腐蝕嚴(yán)重通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)觀察和腐蝕速度測(cè)試,安塞油田污水回注系統(tǒng)腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重,在較短時(shí)間內(nèi)對(duì)系統(tǒng)設(shè)備、流程及計(jì)量設(shè)施造成了嚴(yán)重的腐蝕。針對(duì)污水回注系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重問(wèn)題,對(duì)地面管線、注水井口裝置、計(jì)量水表及加藥系統(tǒng)等進(jìn)行了配套完善,有效地改善了污水回注系統(tǒng)腐蝕程度。1配套鋼柱管線的施工目前對(duì)王十六轉(zhuǎn)、賀一轉(zhuǎn)站內(nèi)及單井管線,杏二注～杏208配、張渠集輸站-張二注、坪四注-坪402干線配套了玻璃鋼管線。目前在用玻璃鋼注水干線14km,單井管線注水管線5.4km。21注水口支從2001年開(kāi)始,對(duì)114口污水回注井井口配套了耐壓20MPa的簡(jiǎn)易注水井口,2003年對(duì)7口井配套安裝了滲氮防腐井口。3xwl-100旋轉(zhuǎn)流量計(jì)和sj-33鏈?zhǔn)饺×餮b置針對(duì)污水計(jì)量誤差大問(wèn)題,試驗(yàn)采用操作簡(jiǎn)便、性能穩(wěn)定、計(jì)量精度高的XWL-100旋渦流量計(jì)和SJ-103渦街式取流裝置及電子流量手抄器,取得了較好的效果,計(jì)量誤差在±2%以內(nèi),目前共應(yīng)用35塊,從而有效的解決了電子水表葉輪腐蝕問(wèn)題。4加藥系統(tǒng)的完善針對(duì)腐蝕較為突出的王十六轉(zhuǎn)、杏河集油站、坪橋集輸站、王窯回注站、招一轉(zhuǎn)、張渠集輸站等6座站完善了加藥系統(tǒng)。并在王十六轉(zhuǎn)安裝了電解鹽殺菌裝置,有效緩解了系統(tǒng)腐蝕。5安塞油田污水腐蝕的防治對(duì)策1)安塞油田產(chǎn)出污水對(duì)回注系統(tǒng)腐蝕性非常強(qiáng),除完善水質(zhì)處理工藝外,還需完善污水回注系統(tǒng)防腐工藝。2)通過(guò)對(duì)污水腐