從酸化液腐蝕性檢驗中引發(fā)的幾點思考

徐洪波 陳秀芳

中國石油大慶油田有限責任公司 采油工程研究院 （黑龍江 大慶 163453）

從酸化液腐蝕性檢驗中引發(fā)的幾點思考

徐洪波 陳秀芳

中國石油大慶油田有限責任公司 采油工程研究院 （黑龍江 大慶 163453）

介紹了大慶油田酸化技術(shù)的發(fā)展史和技術(shù)現(xiàn)狀，對大慶油田幾年來酸化液腐蝕性檢驗中出現(xiàn)的問題及現(xiàn)象進行介紹和分析,對緩蝕劑用量不合理和點蝕的危害性進行闡述，同時介紹了目前常用單一型和復配型緩蝕劑、緩蝕劑適用酸化液類型及緩蝕劑適用井別，并對緩蝕劑用量、酸化液添加劑的選用、酸化液配制及監(jiān)督等提出幾點建議。對進一步提高大慶油田的酸化液產(chǎn)品質(zhì)量，減少對地層造成的二次傷害，提高施工設備和管柱的使用壽命，減少施工事故，提高酸化液產(chǎn)品的性價比等，具有一定的指導意義。

酸化因具有成本低、工藝簡單、施工規(guī)模小等優(yōu)點，起到解除油層污染堵塞，并對油層進行改造的作用，達到提高注水井的吸水能力及油井產(chǎn)量的目的，所以成為國內(nèi)外油氣田一項重要的增產(chǎn)增注措施[1]。

中國石油大慶油田自1963年開展酸化解堵試驗,至今已有49a的歷史。據(jù)不完全統(tǒng)計，油水井酸化約4.2萬井次，年均油水井酸化約1 000口井，可見酸化解堵技術(shù)對油田的開發(fā)、穩(wěn)產(chǎn)起到了舉足輕重的作用。酸化解堵技術(shù)在49a的歷程中，無論在酸化液[2-6]及添加劑[7,8]的種類上，還是在酸化工藝等方面均取得了一定的成果；尤其是20世紀90年代后在酸化解堵新技術(shù)上進行了大量的試驗研究，取得了較好的成果并得以廣泛的推廣應用。目前應用較多的酸化液有土酸、粉末硝酸、復合酸、有機酸等，針對性也各有不同，又因酸化施工工藝簡單加之大慶油田酸化市場較大，據(jù)不完全統(tǒng)計目前有20多家在進行現(xiàn)場應用，均取得了一定的效果。但在檢驗樣品過程中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量仍存在一些問題，雖然有很多資料對酸化液及添加劑進行介紹，但針對大慶油田酸化液的具體情況進行詳盡分析、系統(tǒng)指導的文章目前還沒見報道。就酸化液檢驗中腐蝕性出現(xiàn)的典型問題,如腐蝕速率超標、點蝕及體系不配伍等進行詳細分析，對緩蝕劑用量不合理和點蝕的危害性進行闡述，同時簡要地介紹了目前常用緩蝕劑、緩蝕劑適用酸化液類型及緩蝕劑適用井別，并對緩蝕劑用量、酸化液添加劑的選用、酸化液配制及監(jiān)督等提出幾點建議。對于提高大慶油田的酸化液產(chǎn)品質(zhì)量和減少事故具有一定的指導意義,為提高酸化的成功率和有效率奠定了基礎(chǔ),為大慶油田的可持續(xù)發(fā)展作出了貢獻。

1 腐蝕速率檢驗及分析

為保證酸化能達到最佳效果，在酸化液體系中，除了起到解堵改造作用的主酸液外，還必須有多種添加劑配合使用，其中緩蝕劑是酸化施工得以安全順利實施的前提條件，是必不可少的一種添加劑[7,8]，因此在酸化液質(zhì)量檢驗中，腐蝕速率也就成為一項衡量酸化液性能的重要指標，下面列舉了一些具有典型現(xiàn)象的酸化液的腐蝕速率情況[9]，見表1。

通過表1對比可看出，超標的7種酸化液均加有緩蝕劑，緩蝕劑均起到了不同程度的緩蝕作用，但酸化液腐蝕速率仍然超標，4#、6#酸化液嚴重超標，尤其是6#酸化液不但腐蝕速率嚴重超標，還產(chǎn)生了點蝕現(xiàn)象（見圖1）。1#、3#酸化液出現(xiàn)了分層、沉淀或有絮狀物等體系不配伍現(xiàn)象；分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因見表2。

在表1中，還列出2種酸化液，雖然腐蝕速率指標達到規(guī)定指標，其中10#酸化液腐蝕速率指標與自來水腐蝕速率指標相同，12#酸化液在60℃下腐蝕速率指標比45℃下的腐蝕速率指標還低，但是出現(xiàn)嚴重的緩蝕劑析出體系不配伍現(xiàn)象。表1中11#酸化液，雖然腐蝕速率指標達到規(guī)定指標，溶液清澈透明，試片光亮，但有微量點蝕（見圖1）。分析出現(xiàn)上述現(xiàn)象的原因見表2。

表1 典型酸化液的腐蝕速率情況統(tǒng)計

表2 典型現(xiàn)象的原因分析

2 緩蝕劑用量不合理、點蝕的危害性分析

在油水井酸化作業(yè)過程中，酸化液對地面設備、油套管及井下管柱具有強烈的腐蝕性，而且隨著酸化液濃度的增加，溫度的升高及壓力的增大而呈明顯上升趨勢，加入酸化緩蝕劑能有效地抑制這一腐蝕的發(fā)生。但如果緩蝕劑用量不足，就會出現(xiàn)過腐蝕現(xiàn)象，該現(xiàn)象的發(fā)生，不但會造成酸化液對施工車組、油套管及井下管柱的嚴重腐蝕，縮短施工車組的使用壽命，降低管柱的硬度和強度，影響設備及管柱的使用性能；甚至會造成油、套管的斷裂，井口裝置失靈，輕則影響正常施工，重則導致人身傷害；另外腐蝕嚴重引入過多的鐵離子在儲層中會造成鐵化物沉淀，造成儲層的二次傷害[1，10-12]。

如果緩蝕劑用量過大，不但成本高，造成經(jīng)濟上浪費，降低性價比；多余的緩蝕劑進入儲層一方面可產(chǎn)生凝聚析出或吸附堵塞；另一方面還會改變油藏巖石的潤濕性，產(chǎn)生乳化堵塞，對儲層造成傷害，降低儲層滲透率[10-12]。

緩蝕劑用量不合理會產(chǎn)生一定的危害性，在試片表面有些部位完好無損，而有些部位已大片腐蝕，脫落很厚一層，可見其危害性遠比腐蝕速率超標嚴重得多(見圖1、圖2)。

3 緩蝕劑的簡要介紹

分析目前檢驗所用過的試片，從外觀上看，目前大慶油田酸化液所用的緩蝕劑多為有機緩蝕劑，大致可分為2類，一類是吸附型緩蝕劑，如吡啶類和醛類[1]，緩蝕劑可吸附在金屬表面產(chǎn)生屏蔽效應，阻礙酸化液中氫離子對金屬表面的腐蝕；另一類是中間相緩蝕劑，如炔醇類[1]，緩蝕劑可在酸化液中通過加氫作用形成烯醇，再經(jīng)脫水反應形成共軛烯烴，聚合后可在鋼鐵表面產(chǎn)生中間相，以阻止酸化液對鋼鐵的腐蝕，見圖3。

從圖3和表1中試片外觀描述可看出，一類緩蝕劑是吸附型，經(jīng)酸化液浸泡后緩蝕劑吸附到試片上，導致試片變色；另一類緩蝕劑是中間相型，經(jīng)酸化液浸泡后試片與原來幾乎相同，只是有些失去了光澤。

針對緩蝕劑存在的種種問題，為便于選用緩蝕劑，下面對單一型和復配型常用緩蝕劑[13-15]作以簡單介紹(見表3、表4)。

4 結(jié)論及建議

（1）針對目前酸化液存在的問題，為保證大慶油田酸化效果，應加大監(jiān)督檢驗力度。

表3 單一型常用緩蝕劑

表4 復配型常用緩蝕劑

（2）緩蝕劑用量應合理，既能滿足指標和施工要求，又不要造成不必要的浪費。

（3）針對硝酸酸化液腐蝕速率難以控制的特殊性，可考慮適量加一些緩蝕劑增效劑。

（4）針對腐蝕速率超標的酸化液，第一嚴格把好來料關(guān)；第二可考慮適量加一些有機酸，例如乙酸，既可以延緩酸化液反應速度[16]，又可以穩(wěn)定鐵離子，還可以有效地降低酸化液的腐蝕速率；第三合理選用緩蝕劑。

（5）針對酸化液出現(xiàn)的不配伍現(xiàn)象（排除用量過大情況），建議在選用添加劑時，注意添加劑的類型和相互間的配伍性，盡量避免陰離子表面活性劑和陽離子表面活性劑相結(jié)合[1]。

（6）針對試片出現(xiàn)的點蝕現(xiàn)象，第一建議在選用緩蝕劑和其它添加劑時，要選用酸溶性好的添加劑；第二在配制酸化液時，適量加一些互溶劑[17]，不但有助于提高其緩蝕性能，還可降低緩蝕劑對地層的傷害；第三也可適量加一些有機酸，例如乙酸,能夠協(xié)同緩蝕劑有效地控制高濃度土酸溶液對鋼片表面的局部腐蝕。

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After an introduction to the developing history and technological status of acidifying technology in Daqing Oilfields,an analysis focuses on the problems and phenomenon existing in the corrosive inspection of acidifying fluid in Daqing oilfields in the past few years.While explaining the irrational usage of inhibitor and the hazard of pitting corrosion,the paper also introduces the current commonly-used single type and mixed type of inhibitors,the acidifying fluid types that inhibitor adapts to and the well kinds that inhibitor adapts to.Then several suggestions are put forward about the dosage of inhibitors,the selection of acidifying fluid additives,the mixing of acidifying fluid and supervision.This study is of instructive significance in improving the quality of acidifying fluid products,reducing the second hazard caused by the stratum,increasing the service life of construction device and pipes,cutting down the construction accidents and raising the performance price ratio of acidifying products.

acidifying fluid;corrosion;inspection;inhibitor

酸化液 腐蝕性 檢驗 緩蝕劑

徐洪波（1967-），女，高級工程師，現(xiàn)從事酸化液檢驗工作。

尉立崗

2012-04-17