油井腐蚀结垢原因分析与防治措施

刘昱瑭 张廷 曹纯洁 张维静

摘  要：油井是开采原油所必要的一种地下深井作业，其所面对的地址环境是非常复杂的。近几年随着人们对石油需求量的不断增长，油井开采工程的数量也不断增加，开采年限逐渐增长，在油井开采过程中最常见的问题就是油井受到腐蚀或结垢，不仅对油井的产量和质量造成不利影响，而且还会严重损害油井开采的经济效益。基于此，本文对油井腐蚀结垢原因进行分析，并提出一些防治措施，以期能够改进油井开采的过程，为油井开采产量和质量提供保障。

关键词：油井;腐蚀;结垢;原因分析;防治措施

引言

油井开采具有一定的危险性，当油井产生腐蚀或结垢问题之后，输油管、套管等开采工具的质量就会受到损害，继而还会发生油气泄漏、井喷以及管柱掉落等状况，其后果更加严重，除了会对周围环境造成油气污染之外，还会威胁作业人员的生命安全，导致整个开采工作无法顺利进行。因此在开采作业中采取措施防治腐蚀结垢是十分必要的，只有充分掌握了腐蚀结垢情况发生的根本原因，才能够“对症下药”的解决油井开采的不良问题，保证油井开采工作的顺利进行。

一、油井腐蚀结垢的原因分析

（一）油井腐蚀的原因

油井腐蚀问题产生主要受到以下几个因素的影响：第一，腐蚀性气体的影响。由于油井开采作业主要是在地下进行，而地下中的地质结构和气体氛围是非常复杂的，在油田水中受到化学反应的作用常会产生一些酸性气体，如硫化氢、二氧化碳等，这些酸性气体具有一定的腐蚀性，因此会对油井产生腐蚀影响。部分油田中含有硫的化学元素，当其与水发生溶解反应时就会形成氢离子，进而就会产生去极化反应，对金属材料的开采工具造成损害，导致出现破裂、断裂等状况。二氧化碳腐蚀作用的原理与硫化氢相似，随着溶解度的变化也会产生去极化反应。第二，溶解盐的影响。在油田水中含有许多盐类，如氯化物、硫酸盐等，这些盐类物质具有比较强的矿化度、可溶解性以及导电性，无论是哪种浓度的水其内部含有的正负电离子都会互相发生作用，进而就导致金属表面难以形成致密物，碳钢管道的氧化膜也会受损，腐蚀作用被进一步加强。第三，pH值的影响。地下油井受到地质条件的作用其环境的pH值是不断变化的，当pH值在4.3～10之间时，油井中的碳钢就会受到腐蚀，且腐蚀速度会不断加快。

（二）油井结垢的原因

油井结垢问题的产生主要受到以下几个因素的影响：第一，外来液的影响。在油井开采过程中常常会用到多种其他的液体对油井进行维护等工作，如洗井液、采出液，当这些液体无法与原油产生反应发挥作用时，就会导致井底、管道等位置产生结垢。第二，结垢盐离子的影响。在油田水中常会含有一些容易引起结垢的盐离子，并且盐离子含量的浓度也比较高，由于油井开采方式的改变，油井中的温度、气压、水分结构也会随之产生变化，盐离子的化学平衡极易被打破，进而就会导致结垢盐离子逐渐增多，进而就会在油井中产生结垢。第三，气驱的影响。在油井开采过程中需要对其进行蒸汽驱油，当二氧化碳遇到水时就会转化为具有酸性的水体，对地质层中的碳酸钙产生溶解作用，而当地下油井的压力减小时对碳酸钙的溶解作用就会降低，进而碳酸钙就会产生沉积堆积，在油井中形成结垢。

二、油井腐蚀结垢问题的防治措施

（一）油井防腐蚀的措施

1.采用耐腐蚀的开采工具

针对油井中可能会发生的腐蚀问题，应从根本上采取措施进行防治，即在选用油井开采工具时选择具有耐腐蚀、抗腐蚀性能材料为主的工具，切实发挥对油井的防护作用。对耐腐蚀工具的选择需要认真查看其资质、型号，充分考虑开采工具的性价比，如可以采用陶瓷、纤维碳、不锈钢等具有防腐性的材料。其次需要注意的是在对耐腐蚀工具进行安装时应严格按照标准规范进行，确保工具连接的密封性，降低泄漏引发腐蚀问题的概率。

2.对油管表面涂刷防腐涂料

为了避免油井腐蚀问题的发生相关工作人员可以将防腐涂料刷抹在油井管道的表面，如可以涂抹一些有机涂料或化学涂料，使管道表面形成一层具有绝缘性的保护膜，防止酸性气体或溶解盐类的腐蚀，从而起到防腐蚀的保护作用。此外当遇到非常严重的腐蚀问题时，管理人员应及时对开采设施进行更换或补修，增加管道的厚度，控制管道中油气的流动速度，进而缓解油井开采工具的腐蚀程度，确保油井开采工作的顺利进行。

（二）油井防结垢的措施

1.安装强磁防垢器

强磁防垢器是一种物理性质的防垢技术，借助器械发挥的磁场作用，可以改变成垢分子中的分子结构，降低分子与分子团之间的聚合性，进而成垢分子就无法聚集粘合在一起，也就不会在油井中形成大量的沉积堆积，结垢现象就不会产生。另外，当成垢分子的聚合性减弱时其流动速度也会降低，从而也会减少成垢结晶的形成，实现油井防结垢的目的。

2.添加防垢剂

对于油井防结垢措施的选择除了物理性的手段之外，还可以采用化学性的方法，在油田中添加防垢剂，利用化学反应来避免或消除油井中的结垢，如对于油井管柱中的结垢状况，可以从井口部位加入防垢化学药剂，将化学防垢剂或者防垢块装到工作筒中，将其顺着管道放入深井中，使工作筒与抽油泵相连接，当原油或水流动时就会带走防垢剂和防垢快，与化学防垢剂产生溶解反应以及化学反应。进而就会改变液体中的化学分子结构，从而就可以起到较好的防垢作用。当结垢部位是深井地层位置时，应采用浓度更高的化学防垢药剂，同样利用工作筒将其添加至地下井筒的四周地层中，由于地层的吸附作用防垢剂会进入地层孔缝中，这时井筒周围的地层就起到了一定的保護功能，当油井开采作业时地层中的防垢剂就能够慢慢渗出，进而就可以达到防垢的目的，而且其防垢作用的时效液更长。

结束语

综上所述，在油井开采工作中常常会出现腐蚀以及结垢问题，对油井开采效率和质量造成不利影响，容易导致油井开采企业受到严重的经济损失。产生腐蚀和结垢的影响因素有许多种，包含气体、液体等物质，为了有效防治油井的腐蚀和结垢，就必须选具有耐腐性的工具材料、涂抹防腐涂料，或者在油井中安装强磁防垢器、添加防垢剂，切实避免腐蚀或结垢问题的产生。

参考文献

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[2] 李琳.油井结垢原因及化学防垢剂的选用[J].化工设计通讯，2018，44（06）：249.

[3] 李洋，杜学娇.浅谈油井腐蚀结垢原因及防治措施[J].石化技术，2017，24（02）：72+75.

作者简介：刘昱瑭 出生年月日：1988/6/1 性别：男  民族：汉  籍贯：宁夏同心 学历：大学本科 职称：油气田开发工程师 毕业院校：西安石油大学 毕业专业：石油工程 研究方向：石油工程;

张廷 出生年月日：1989/11/22 性别：男  民族：汉 籍贯：陕西府谷 学历：硕士研究生 职称：油气田开发助理工程师 毕业院校：西安石油大学 毕业专业：油气田开发工程 研究方向：石油工程;

曹纯洁  出生年月日：1989/7/11 性别：男  民族：汉  籍贯：湖北仙桃 学历：大学本科 职称：油气田开发工程师 毕业院校：长江大学 毕业专业：勘查技术与工程  研究方向：石油工程;

张维静 出生年月日：1986/11/24 性别：女  民族：汉  籍贯：陕西蓝田  学历：大学本科 职称：油气田开发工程师 毕业院校：西安石油大学 毕业专业：油气储运工程 研究方向：油气储运。