一 概述

油田注水作為保持地層壓力和提高采收率的有效手段之一，被國內(nèi)外廣泛采用。然而在實際應(yīng)用中，注水系統(tǒng)出現(xiàn)的腐蝕和結(jié)垢問題，會導(dǎo)致注水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)、注水壓力升高，地層壓力降低等，從而影響油田的正常生產(chǎn)。

目前，海上油氣田注水系統(tǒng)一般采用海水/納濾水、生產(chǎn)水作為水源，本文針對海上油氣田注水系統(tǒng)腐蝕原因及治理措施進(jìn)行綜述與總結(jié)。

二 注水系統(tǒng)腐蝕原因

01 海水/納濾注水系統(tǒng)腐蝕原因

1.1 藥劑配伍性影響

海水中含有大量的溶解氧、細(xì)菌、結(jié)垢離子等腐蝕因子，流程中需要加注脫氧劑、殺菌劑、阻垢劑、還原劑等多種藥劑，同時可能因藥劑不配伍導(dǎo)致藥劑效果降低、結(jié)垢等風(fēng)險。例如（圖1）某海上平臺不同緩蝕劑和阻垢劑濃度現(xiàn)場混合實驗。

圖1 某海上平臺高濃度藥劑混合后出現(xiàn)絮狀物

1.2 細(xì)菌影響

海水中存在多種細(xì)菌，其中 SRB（硫酸鹽還原菌）可以造成點腐蝕，也會通過消耗硫酸鹽代謝產(chǎn)生H2S并在水中生成FeS等沉淀堵塞管道，對注水系統(tǒng)造成綜合性破壞。

圖2 細(xì)菌導(dǎo)致的注水系統(tǒng)金屬點蝕

1.3 溶解氧影響

海水中含有大量溶解氧，會加速注水系統(tǒng)腐蝕，脫氧劑可有效脫除水中溶解氧，但需確保整個流程密閉性良好。

02 生產(chǎn)水注水系統(tǒng)腐蝕原因

2.1 結(jié)垢影響

結(jié)垢是影響生產(chǎn)水注水系統(tǒng)腐蝕最主要的原因，由不同地層生產(chǎn)水混合后，水體環(huán)境發(fā)生變化，各種離子原有的飽和平衡狀態(tài)被打破，產(chǎn)生碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、鐵化合物垢等無機(jī)鹽垢。結(jié)垢會給細(xì)菌提供有利滋生環(huán)境、阻礙緩蝕劑等化學(xué)藥劑接觸金屬表面、造成注水系統(tǒng)垢下腐蝕。

圖3 某管道結(jié)垢嚴(yán)重導(dǎo)致垢下腐蝕

2.2 細(xì)菌影響

井下開采出的生產(chǎn)水中有可能含有SRB等細(xì)菌。生產(chǎn)水處理系統(tǒng)如未進(jìn)行殺菌處理或未達(dá)到處理指標(biāo)，會導(dǎo)致細(xì)菌進(jìn)入注水系統(tǒng)，造成細(xì)菌腐蝕。

2.3 H2S影響

生產(chǎn)水中存在一定量的H2S，溶于水會降低pH值，在中性或酸性水中，H2S分解成S2-與水中Fe2+反應(yīng)生成黑色不溶于水的FeS沉淀，加速鐵的腐蝕。

除此之外，還應(yīng)根據(jù)注水水質(zhì)考慮懸浮物、礦化度等影響系統(tǒng)腐蝕的因素。

三 注水系統(tǒng)腐蝕治理措施

01 藥劑配伍性

藥劑加注應(yīng)充分考慮藥劑加注位置、濃度、加注間距、配伍性等因素，連續(xù)性加注藥劑所用管線宜伸入管線/設(shè)備內(nèi)（圖4），使藥劑分散良好，防止高濃度藥劑混合作用。

圖4 藥劑加注管伸入管線內(nèi)1/2處利于藥劑分散

02 殺菌作業(yè)

針對性加入殺菌劑除去注水系統(tǒng)中細(xì)菌，同時降低次生H2S；殺菌劑宜定期在線沖擊式注入，且應(yīng)充分考慮殺菌劑加注方式和位置。

例如某海上平臺，殺菌劑加注于氣浮入口，因雙介質(zhì)過濾器濾料上層密度小、顆粒大，下層反之，截留能力逐漸增強(qiáng)，易導(dǎo)致殺菌劑無法穿透濾層作用下游流程且在下層濾料底部滋生細(xì)菌，可將殺菌劑沖擊加注于反沖洗流程，提升殺菌效果。同時注意到，長期使用一種殺菌劑會使細(xì)菌建立抗藥性，甚至刺激某類生物的繁殖，應(yīng)根據(jù)工藝適當(dāng)調(diào)整殺菌劑種類、劑量來提高殺菌效果。

圖5 某油田水處理系統(tǒng)簡易流程

03 脫除溶解氧

流程中加注脫氧劑可有效除去水中溶解氧，但應(yīng)確保整個流程密閉性良好。

例如某海上平臺納濾注水系統(tǒng)全流程監(jiān)測溶解氧時，前置過濾器入口溶解氧小于50ppb，外輸泵出口溶解氧大于300ppb，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)研分析：納濾緩沖罐使用氮氣加壓，制氮機(jī)密閉性不良導(dǎo)致溶解氧升高。

圖6 某海上平臺納濾注水流程

04 防垢除垢

針對不同注入水的結(jié)垢趨勢選用防垢劑，降低結(jié)垢幾率。選用防垢劑應(yīng)從與其他藥劑配伍性、經(jīng)濟(jì)型、實用性等方面綜合考慮，尤其是新物流匯入前，應(yīng)對兩股物流及地層水開展水質(zhì)配伍性實驗，定期開展管線清管、地面設(shè)備清理等除垢作業(yè)。

05 調(diào)整離子

改變水中離子的組成,去除不穩(wěn)定的離子，例如流程中加注鐵離子穩(wěn)定劑以降低游離亞鐵離子含量，減少油氣水處理過程中FeCO3和FeS沉淀。

06 去除懸浮物

利用絮凝劑的網(wǎng)撲作用，使污水中的懸浮顆粒快速沉降，去除懸浮物。