您现在的位置: 水污染治理学科平台>> 水污染检测>>正文内容

油田水系统腐蚀监测技术

点击数: 【字体: 收藏 打印文章 查看评论
 

油田水系统腐蚀监测技术

发布:多吉利

摘要 腐蚀率作为砂岩油藏10 项水质指标之一, 其监测难度大。现场挂片腐蚀监测法能够真实反映水质的实际腐蚀状况, 而室内腐蚀监测法只能作为一种辅助手段, 不能作为腐蚀监测法指导现场。现场腐蚀监测周期以60 天为宜, 腐蚀轻的水质, 挂片周期可减为30 天。室内腐蚀试验周期以48h为宜。

主题词 腐蚀 水系统 腐蚀率 监测网络

随着油田开发年限的延长, 油田的在用管线和设备陈旧老化问题日益严重, 需要大规模地更新改造。而伴随着注聚合物、三元和CDG等三次采油的逐步深入开展, 注水水质比过去单纯注水时更为复杂。加强腐蚀监测, 尤其是在注水系统源头开始, 显得尤为必要。腐蚀率作为砂岩油藏10 项水质指标之一, 其监测难度大。室内监测与现场腐蚀监测结果误差较大, 得出的数据令人难以置信。因此有必要对水系统现场和室内腐蚀监测方法进行分析研究, 建立适应的腐蚀测试方法和实施规则, 并实施网络化管理, 为油田生产和管理提供可靠的腐蚀监测数据。

1.现场腐蚀监测

选取各类水处理站75 , 其中污水站40 座、注水站35 座、深度处理站14 , 监测周期分别为30 天、60 天、90 , 共进行三个批次的在线腐蚀监测。挂片位置为注水缓冲罐或外输水罐。从罐顶入孔处用尼龙绳将试片下到罐底, 每组绳上挂有三枚试片, 从罐底1.5m 处向上试片间距为1m。在为期30 天、60 天的现场挂片腐蚀监测中, 水处理站腐蚀率超标率均为4819 % , 说明检测的重复性较好; 其中腐蚀率大于0.150 mm/ a 的为29.8 %。在水质年腐蚀率达标的站, 绝大部分站的腐蚀率都较低, 大大低于指标; 而超标站中, 大部分站的腐蚀率严重超标, 高达两倍以上, 好坏差别较大。以水站类型为单位进行统计, 注水站腐蚀达标率最高为75.0 % , 普通污水处理站腐蚀达标率次之为35.7 % , 深度处理站腐蚀达标率最低为33.3 %

(1) 监测周期对腐蚀率测定的影响。对腐蚀轻的水站, 监测周期的长短对腐蚀率的测试结果影响不大, 监测周期在3060 天内均可。腐蚀越轻,三枚试片失重的数据就越平行。对于腐蚀严重的站, 测试周期的长短对测试结果有一定影响, 随着监测周期的延长, 平均腐蚀率会有所降低。同一组的三个试片腐蚀失重量也不平行, 有的差距巨大,高达10 倍之多。监测周期应定在30 天。

(2) 腐蚀率与地域性的关系。腐蚀率表现出明显的地域性。腐蚀较重的试片表面附着的原油较少, 而且试片表面的油垢和锈层也是具有明显的地域性。最典型的是一厂六矿, 该矿所属的水站试片表面腐蚀产物与其它站相比明显地致密且薄, 除去试片表面附着的锈层以后, 试片表面呈现密密麻麻小蜂窝状坑蚀, 腐蚀普遍严重, 腐蚀率大于0.150mm/ a 。而位于七矿的聚中十四和五矿的南I- I , 试片表面腐蚀产物多呈疏松且厚的形态,酸洗除锈后的试片表面, 坑蚀严重, 以大坑或大片状为主, 还有的像剥了一层皮, 腐蚀相当严重。

(3) 腐蚀速率与试片表面腐蚀状况、失重量的关系。腐蚀速率与试片表面腐蚀状况、失重量的关系。

2.室内腐蚀监测

目前国内外腐蚀监测方法主要分为两大类, 一类是经典的重量法, 也叫失重法, 该方法具有测试简便, 测试数据比较准确与实际情况相符等优点;另一类是电化学法, 采用探头与之相配套的仪器、装置等。

2.1  室内动态腐蚀监测

(1) 动态腐蚀监测内容。分别选取腐蚀较轻、较重的站作为测试重点。动态密闭腐蚀测试是从取样到测试全过程密闭。测试时, 从现场密闭取水样后, 放入室内动态密闭腐蚀测试装置中, 连续运行72h , 取出试棒, 处理称重, 计算平均腐蚀率。试验结束时, 有的站水样呈黄色, 但深浅不同, 试棒全部是均匀灰色, 保持试验前的试棒颜色。其腐蚀产物以氧化铁为主; 有的站水样、试棒均呈黑色, 但程度有所不同, 曝露在空气中变成黄色, 还有的呈片状絮状物沉淀。其腐蚀产物以硫化铁为主。初步研究认为水样发黑色程度、在空气中变黄的快慢, 与其水样中硫酸盐还原菌含量有关。

(2) 实验结果分析。实验结果室内与现场监测的腐蚀趋势基本一致, 但二者的数值相差较大。对于现场腐蚀轻的站, 室内动态腐蚀监测的腐蚀率普遍高于现场挂片腐蚀率, 室内测的数据是现场测的数据近百倍; 而现场腐蚀严重的, 现场测的数据较室内测的数据高两倍。

分析原因, 在室内动态腐蚀监测时, 水的流速为1m/ s , 腐蚀应以冲刷腐蚀为主, 水量仅为350mL , 循环使用, 而非现场直流水, 对于现场腐蚀轻的站, 是其腐蚀产物在水中含量过高造成的;而对腐蚀严重的站, 主要是因为时间太短, 细菌腐蚀不够充分, 造成室内监测值比现场监测结果低。因此室内动态监测法并不能代表现场真实腐蚀状况, 仅有相对意义。

2.2  室内静态腐蚀监测

(1) 静态腐蚀监测内容。监测介质选了水处理站外输水, 在容器敞开完全曝氧状态下, 240h 后称量试片的失重量, 计算平均腐蚀率。试验结束时, 试片外观呈红棕色, 但试片上没有点蚀或坑蚀, 属均匀腐蚀。腐蚀趋势与现场监测情况基本相同。

(2) 静态腐蚀监测结果分析。静态腐蚀监测结果与现场监测结果数值差值较大, 无法代表现场真实情况。分析原因, 硫酸还原菌为厌氧菌, 在曝氧状态下死亡, 不再起到腐蚀作用。因此水中硫酸还原菌含量的高低对腐蚀率的影响在室内静态曝氧腐蚀监测中无法体现, 静态腐蚀监测结果不能用于评价现场腐蚀的状况。

3. 影响腐蚀的主要因素

(1) 水中含油量。分析不同区块、不同水质类型的腐蚀结果, 水中含油量是影响水质腐蚀的主要因素, 其含量越高, 水的腐蚀率越低。现场监测结果表明, 腐蚀较轻站的平均含油量在610mg/ L, 平均腐蚀率一般低于0.076mm/ a , 试片外观呈均匀深灰色, 手感光滑, 无坑蚀无色斑; 当腐蚀较重站的平均含油量在25mg/ L , 平均腐蚀率会高于0.076mm/ a , 造成平均腐蚀率超标或严重超标, 试片呈银白色, 手感粗糙。原因是水中含油在试片上形成一层保护油膜, 隔绝了水对试片的浸蚀和化学反应。

(2) 水中细菌。水中硫酸盐还原菌是影响腐蚀的重要因素, 可引起点蚀或坑蚀, 从而加剧腐蚀。现场和室内动态密闭腐蚀测试都证实了这一点。酸洗现场和室内挂片上有黑色或黑黄相间的腐蚀产物, 往往都有硫化物发出的臭鸡蛋味。但在含油量较高的水中, 即使水中硫酸盐还原菌较高, 点腐蚀或坑蚀也不一定会发生。

(3) 现场与室内监测影响因素的区别。在现场监测条件下, 水中含油量对腐蚀的影响甚至超过溶解氧、细菌; 而在室内动态监测条件下, 水的流速和硫酸盐还原菌成为影响腐蚀的主要原因, 水中的含油成为次要影响因素。

4. 水系统腐蚀监测网络的建立与应用

(1) 系统目的和内容。该系统是以厂、矿、站水质数据为基础进行网络存贮、管理、分析的软件系统。主要包括水质处理站情况、水质数据分析表、挂片原始记录以及腐蚀数据趋势分析图等几方面内容。数据由采油厂各矿、站组织调查、核实后录入数据库中, 详细、准确地记录了水质处理全过程, 实现了数据信息的快速传递、实时监控与资源共享, 同时, 所提供的动态基础数据为水质分析、决策提供了良好的支持。

(2) 系统方案。该系统采用浏览器/ 服务器方式, 油田局域网上的任何一台计算机通过IE 浏览器均可以使用该系统。

(3) 主要功能。水系统腐蚀监测网络系统是以处理站水质基础数据为支撑, 用户可通过油田局域网应用浏览器实现对数据的录入、查询、浏览以及图形分析, 使得生产和管理单位的工作人员根据自己的用户权限能在统一的数据源和局域网环境下完成各自的分析和管理任务。

5. 结论

(1) 现场挂片腐蚀监测法能够真实反映水质的实际腐蚀状况, 而室内腐蚀监测法只能作为一种辅助手段, 不能作为腐蚀监测法指导现场。

(2) 现场监测水中含油量是影响水质平均腐蚀率的主要因素, 其含量越高, 水的腐蚀率越低, 即水中含油量与腐蚀率成反比。

(3) 现场监测水中硫酸盐还原菌是影响腐蚀的重要因素, 引起点蚀或坑蚀, 从而加剧腐蚀。

(4) 现场腐蚀监测周期以60 天为宜, 腐蚀轻的水质, 挂片周期可减为30 天。室内腐蚀试验周期以48h 为宜。

信息来源:杀菌剂


     
作者:多吉利 来源:杀菌剂网 发布时间:2010年10月02日