安塞油田污水腐蚀特征及治理措施

安塞油田污水腐蚀特征及治理措施

安塞油田目前有12个废水处理厂。每天生产原油废水5607m3、工业废水420m3/d，废水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,实际开井147口,污水全部实现回注,其中回注生产层注水井150口,实际开井141口,回注污水量5190m3。1集输站水质安塞现场采样测试表明,受各种条件的限制,不同污水产出点水质相差较大,侯市、坪桥和张渠3座集输站水质均较差,特别是侯市集输站,机杂和含油2项主要指标均超过100mg/l。总铁和硫细菌含量均较高。安塞油田产出污水水质状况见表1。2对废水系统腐蚀性的研究通过室内和现场试验,对安塞油田各污水站污水样品进行了腐蚀速度评价研究。1室内腐蚀挂片试验其主要目的是在恒定温度下,排除流的影响,对各种离子腐蚀程度进行测定。试验条件包括:挂片材料:A3钢;试验温度:常温(25±2℃);试验周期:7d。通过对污王十六转、王窑集中处理站、坪四注、贺一转、招一转5个站区取回的水样进行室内腐蚀挂片试验,测试结果见图1。图1显示,污王十六转污水对金属的腐蚀最为严重,其次为坪四注,贺一转,最后是招一转和王窑。在试验过程也发现个别水样里有明显的硫化氢味,挂片上覆盖有黑色的腐蚀产物。从腐蚀速度来看,起初1～2d变化较大,之后趋于平稳。2试样电化学测试该方法不但测量简便速度快,而且测试灵敏度高。当使用精密仪器测量时,可测量出μA至nA数量级的电流变化。用该方法在室内对污王十六转、王窑集中处理站、坪四注、贺一转、招一转5个站区取回的水样进行电化学测试。测试设备采用中科院金属腐蚀与防护研究所研发的CMB-410A4通道智能腐蚀速度测试仪,工作电极是Q235-B,工作面积为1cm2,试验温度为252℃。测试结果见图2。由图2可以看出,贺一转的极化电阻随时间增加由低向高变化,其腐蚀速率逐渐降低;污王十六转的极化阻力最小,且随时间的变化不大,其相应的腐蚀速率最大且相对稳定;王窑集中处理站、坪四注、招一转3个站腐蚀速率和极化电阻介于其中。以上5个站区水样的腐蚀都属于强腐蚀。3腐蚀速度的测定从污水系统室内腐蚀测试结果来看,污水系统腐蚀速度严重超过管材标准腐蚀速度,现场挂片(挂片150d)的结果反应,长6层的腐蚀速度明显高于长2层产出水,长6层、长2层腐蚀率分别达到50,10g/(dm2·a)。同时腐蚀速度随着时间的延长而加快(图3)。3废水回收站侵蚀成因分析1垢下腐蚀的诊断现场挂片和室内挂片结果表明,该站储油罐及清水罐腐蚀十分严重,且存在酸不溶垢物BaSO4和CaSO4,从而推断存在垢下腐蚀。该站水质分析结果表明Cl-含量很高,同时还存在大量的HCO-3,说明除细菌腐蚀外,还存在CO2腐蚀。2优化改造我国现行的腐蚀制度,见表3坪四注现场挂片显示结垢和腐蚀都很严重。主要垢物是CaCO3,其次是FeS。水质分析显示注入水中含有浓度很高的Cl-,同时伴有S2-和HCO-3的存在,说明腐蚀起因是Cl-催化下垢腐蚀和CO2腐蚀,尤以SRB腐蚀为重。通过室内挂片试验,细菌含量减少3个数量级(从106个/ml降到103个/ml),腐蚀速率降低50%以上。同时,挂片后腐蚀速率明显低于挂片前,说明细菌的数量在试验进行15d后发挥效应。3腐蚀产物分析腐蚀形态属于典型的坑腐蚀,腐蚀坑圆而小,是典型的SRB腐蚀。腐蚀较严重,结垢性能不甚明显。腐蚀产物分析结果表明,FeS及FeO的含量很高,其次是FeCO3,水型属于NaHCO3型。证实腐蚀主因是细菌腐蚀,并伴随很大程度的H2S和CO2腐蚀,3者共同作用。4王窑集输站与caso3两站水型都是CaCl2型,且均加有阻垢剂、杀菌剂和缓蚀剂。所以水质分析、垢样分析及现场和室内挂片试验结果发现,这两个站腐蚀与结垢现象均较轻,这可能是加入的阻垢剂、杀菌剂和缓蚀剂发挥了作用(有关这一点还需要进行进一步的研究与探讨)。主要腐蚀产物有CaCO3和FeO,及少量的BaSO4,王窑集输站还存在一定的CaSO4和FeS。结果表明,腐蚀原因是Cl-参与下的氧腐蚀,并拌有H2S和CO2腐蚀。4系统设备、流程、计量设施腐蚀严重通过现场观察和腐蚀速度测试,安塞油田污水回注系统腐蚀相当严重,在较短时间内对系统设备、流程及计量设施造成了严重的腐蚀。针对污水回注系统腐蚀严重问题,对地面管线、注水井口装置、计量水表及加药系统等进行了配套完善,有效地改善了污水回注系统腐蚀程度。1配套钢柱管线的施工目前对王十六转、贺一转站内及单井管线,杏二注～杏208配、张渠集输站-张二注、坪四注-坪402干线配套了玻璃钢管线。目前在用玻璃钢注水干线14km,单井管线注水管线5.4km。21注水口支从2001年开始,对114口污水回注井井口配套了耐压20MPa的简易注水井口,2003年对7口井配套安装了渗氮防腐井口。3xwl-100旋转流量计和sj-33链式取流装置针对污水计量误差大问题,试验采用操作简便、性能稳定、计量精度高的XWL-100旋涡流量计和SJ-103涡街式取流装置及电子流量手抄器,取得了较好的效果,计量误差在±2%以内,目前共应用35块,从而有效的解决了电子水表叶轮腐蚀问题。4加药系统的完善针对腐蚀较为突出的王十六转、杏河集油站、坪桥集输站、王窑回注站、招一转、张渠集输站等6座站完善了加药系统。并在王十六转安装了电解盐杀菌装置,有效缓解了系统腐蚀。5安塞油田污水腐蚀的防治对策1)安塞油田产出污水对回注系统腐蚀性非常强,除完善水质处理工艺外,还需完善污水回注系统防腐工艺。2)通过对污水腐