陜北氣田腐蝕現(xiàn)狀分析

樊紅珍

（陜西省石油化工學(xué)校，陜西 西安 710061）

陜北氣田腐蝕現(xiàn)狀分析

樊紅珍

（陜西省石油化工學(xué)校，陜西 西安 710061）

陜北氣田腐蝕的相關(guān)試驗(yàn)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)較少，給工藝方面的防腐工作帶來(lái)了一些困難，為此分析陜北氣田的腐蝕現(xiàn)狀十分重要。通過(guò)分析發(fā)現(xiàn)陜北氣田氣井腐蝕的起因應(yīng)該主要是CO2腐蝕和溶解鹽腐蝕。

CO2腐蝕；鹽腐蝕

1 氣井的選擇原則及生產(chǎn)狀況

1.1 選擇目標(biāo)氣井的原則

選擇目標(biāo)氣井的原則是：(1)有代表性，能基本代表榆林氣井生產(chǎn)現(xiàn)狀；(2)分布合理，基本涉及榆林氣田每一個(gè)區(qū)塊；(3)條件苛刻，CO2含量和分壓較大，礦化度較高；(4)是生產(chǎn)井，且定期加注緩蝕劑；(5)投產(chǎn)時(shí)間跨度較大。

1.2 目標(biāo)氣井的生產(chǎn)狀況

所選目標(biāo)氣井井深在2700～3000m之間，原始地層壓力在23～30 MPa之間，氣井投產(chǎn)日期介于1999年～2008年，常規(guī)配產(chǎn)在 1.0×104～20.0×104m3·d-1之間，各井均不同程度產(chǎn)出伴生水。

2 目標(biāo)氣井相關(guān)資料分析

2.1 目標(biāo)氣井氣質(zhì)分析結(jié)果

目標(biāo)氣井近期天然氣組成分析結(jié)果由第二采氣廠工藝研究所提供，對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了必要的換算和整理后發(fā)現(xiàn)，各井H2S用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定方法均未檢測(cè)出來(lái)。CO2含量基本在1.5%～2.3%（v/v）之間，只有榆43-2井口檢測(cè)CO2含量達(dá)到了4.18%（v/v），各井CO2分壓介于0.179～0.836MPa之間。

2.2 目標(biāo)氣井水質(zhì)分析結(jié)果

根據(jù)第二采氣廠工藝研究所提供的部分目標(biāo)氣井產(chǎn)出水情況。為了進(jìn)一步確定其組成，我們采集了6口井產(chǎn)出水水樣，在實(shí)驗(yàn)室用常規(guī)方法進(jìn)行了水組成分析(表1)。

表1 目標(biāo)氣井水質(zhì)分析結(jié)果

分析結(jié)果表明：

（1）目標(biāo)氣井水質(zhì)差異很大，榆28-12井的礦化度很小，水質(zhì)較好，只有311.6mg·L-1，而榆50-6井產(chǎn)出水的礦化度高達(dá) 121501.65 mg·L-1，水質(zhì)極差，屬于具有極易腐蝕性的體系；

（2）在氣井生產(chǎn)過(guò)程中，受地層各種因素變化的影響，產(chǎn)出水的礦化度及組成也在一定范圍內(nèi)波動(dòng)、變化；

（3）由于Fe2+、Fe3+的普遍存在，說(shuō)明目標(biāo)氣井存在不同程度的腐蝕。

2.3 目標(biāo)氣井凝析油分析結(jié)果

現(xiàn)場(chǎng)采集了部分凝析油在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析。參照GB/T 255標(biāo)準(zhǔn)，采用SYP2001-型電爐加熱石油餾程測(cè)定器測(cè)定了樣品的恩氏流程；采用 Agilgent 6890－h(huán)p 5973色譜－質(zhì)譜聯(lián)用儀對(duì)樣品進(jìn)行了組成分析結(jié)果表明：

（1）目標(biāo)氣井的凝析油主要由 C7～C10的烴類組成，占到了總組成的80%以上；

（2）目標(biāo)氣井凝析油的初餾點(diǎn)都較高（大于54℃），這可能與取樣、處理、分析過(guò)程中 C4、C5等較輕組分揮發(fā)損失有關(guān)；

（3）目標(biāo)氣井凝析油的初餾點(diǎn)、干點(diǎn)溫度與其組成分析結(jié)果具有很好的相關(guān)性，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)分析數(shù)據(jù)是可信的。

3 腐蝕現(xiàn)狀與分析

3.1 腐蝕現(xiàn)狀

由于卡盤梁漏氣，需在深層套管處安裝永久式封隔器，對(duì)部分井進(jìn)行了起油管作業(yè)。 從油管腐蝕形貌圖可以清楚地看出，油管外表面有不同程度地腐蝕，銹痕比較嚴(yán)重，主要表現(xiàn)為坑蝕及點(diǎn)蝕。

3.2 腐蝕產(chǎn)物分析結(jié)果

為了弄清輸氣鋼管內(nèi)部腐蝕及沉積物的組成情況，采用常規(guī)化學(xué)分析方法（分光光度法和容量法）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)送來(lái)的 10個(gè)腐蝕及結(jié)垢樣品進(jìn)行了定性和定量分析，結(jié)果列于表2、表3中。

表2 輸氣鋼管內(nèi)部腐蝕及結(jié)垢產(chǎn)物定性分析結(jié)果

表3 鎮(zhèn)8井輸氣鋼管內(nèi)部腐蝕及結(jié)垢產(chǎn)物定量分析結(jié)果

由表3、表4可知，輸氣鋼管內(nèi)部腐蝕及沉積物大致由Fe2O3、FeCO3、FeO、可溶性無(wú)機(jī)鹽、泥砂等不溶物組成。從各腐蝕產(chǎn)物的組成及含量分析，主要以鋼鐵材料的厭氧腐蝕（Fe2O3、FeO等）、水解和碳酸鹽（Fe2O3、FeCO3、FeO等）等無(wú)機(jī)鹽的電化學(xué)腐蝕為主。其具體腐蝕情況與程度因管線內(nèi)部傳送介質(zhì)的不同而變化，規(guī)律性較差。

根據(jù)以上分析結(jié)果可初步判斷，榆林氣田氣井腐蝕的起因應(yīng)該主要是CO2腐蝕和溶解鹽腐蝕。

4 結(jié)論

通過(guò)對(duì) 10口目標(biāo)氣井的實(shí)驗(yàn)資料進(jìn)行相關(guān)分析，可以得到以下結(jié)論：

(1)陜北氣田天然氣井產(chǎn)出大量的伴生水，氣井中CO2的分壓大于0.21 MPa (目標(biāo)氣井在0.277～0.945 MPa之間)，具有嚴(yán)重腐蝕傾向，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕；井口減壓后CO2分壓在0.179～0.836MPa之間，具有產(chǎn)生中等程度以上腐蝕的傾向；

(2)陜北氣田天然氣井產(chǎn)出水中大量溶解鹽的存在，不僅自身通過(guò)電化學(xué)行為對(duì)管線、設(shè)備產(chǎn)生腐蝕，而且也會(huì)加速CO2的腐蝕行為，對(duì)高礦化度的榆50-6井，鹽腐蝕是相當(dāng)嚴(yán)重的；

(3)陜北氣田天然氣井產(chǎn)出液中凝析油占的比重很大，雖然凝析油的存在本身不會(huì)產(chǎn)生腐蝕行為，但由于含量大、重質(zhì)組分較多（長(zhǎng)鏈烴多），它們會(huì)影響注入氣井中的緩蝕劑的使用效果。

[1] 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì).金屬腐蝕手冊(cè)[M].上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社,1987.

[2] Kermani M B.Morshed A. Carbon dioxide corrosion in oil and gas production-a compendium[J].Corrosion，2003,59(8):559-683.

[3] Christopher J H，Robert V W，North Sea Dowhole.Corrosion Identifying the problem[J].Implementing the Problem.JPT,Jan.1983:239-246.

[4] 閻姚曉，馮玉軍.國(guó)內(nèi)外氣田開(kāi)發(fā)中管內(nèi) CO2腐蝕研究進(jìn)展[J].油氣儲(chǔ)運(yùn)，1996，15(2)：97-99.

Analysis of Corrosion Status of Shanbei Gas Field

FAN Hong-zhen
（Shaanxi Petrochemical Industry School, Xi’an 710061, China）

TE 98

B

1671-9905(2010)-08-0061-03

2010-04-09