塔河油田潜油电泵防腐工艺的研究.doc

塔河油田潜油电泵防腐工艺的研究 　　摘 要：潜油电泵采油工艺作为塔河采油一厂重要的机采工艺，是保障生产的重要手段，但在高温、高压、高矿化度和高硫化氢等因素的影响下，因腐蚀导致电泵躺井呈上升趋势，本文拟从电泵本身防腐蚀改造和配套工艺改造两部分入手，提出了适合塔河采油一厂的电泵防腐蚀工艺。 　　关键词：塔河油田；潜油电泵；防腐工艺；防腐措施 　　1.目前存在的问题 　　塔河油田的井况具有高温、高压、高硫化氢、高矿化度的特点，平均含硫2.56%，平均含蜡量为5.43%；含盐量介于11.23～77399.82mg/l，平均17551mg/l。平均地层水密度为1.141g/cm3，PH值为6.3，总矿化度平均为200346mg/l，Cl-为133522mg/l。属封闭环境下的高矿化度CaCl2型地层水。油层压力：60 ～ 70MPa，油层温度：125℃ ～ 150℃原油密度，硫化氢浓度：最高133990mg/m3 ，平均10273mg/m3。 　　潜油电泵在生产过程中因油井高温、高压、高矿化度和高硫化氢等因素的影响，因腐蚀导致电泵趟井呈上升趋势。 　　2.腐蚀对潜油电泵的影响 　　潜油电泵的腐蚀主要包括硫化氢腐蚀、二氧化碳腐蚀、盐类腐蚀和结垢腐蚀，这些腐蚀对潜油电泵的主要部位包括潜油电机、电机保护器、潜油离心泵、油气分离器、潜油电缆造成的影响有时是致命的，尤其油井高温、高压条件下井液对潜油电缆的护套层和绝缘层具有较强的渗透性，造成绝缘短路，缩短了潜油电泵的寿命。 　　2.1.硫化氢对潜油电泵的影响 　　硫化氢在水中的溶解度随温度升高而降低；随压力增加而增加。在1.013MPa，30℃时，硫化氢在水中的饱和浓度大约为3580mg/L。干燥的H2S对金属材料无腐蚀破坏作用，H2S只有溶解在水中才具有腐蚀性。在油气开采中与CO2和氧相比，H2S在水中的溶解度最高，所以它的腐蚀性更强。给潜油电泵造成腐蚀的介质主要是硫化氢和硫化物，在腐蚀严重的油井中，潜油电泵的腐蚀程度与潜油电泵中的零配件的材质有关。经过实验证明，潜油电泵使用的多种金属材料如45#钢、20#钢、ZQSn10-1、65Mn等在90℃时耐硫化氢的腐蚀性差，1Cr13和2Cr13长期使用容易产生应力开裂。因此在这种地址条件下，这些配件需要进行防腐蚀处理。如镍铸铁、蒙乃尔合金、1Cr18Ni9Ti在这样的地质条件下，耐腐蚀性比较强，不需要进行防腐蚀处理。 　　H2S通过破坏潜油电机的绝缘、降低潜油电机润滑油的介电强度和腐蚀铜线圈与青铜材料制造的滑动轴承来破坏潜油电机，其结果是缩短潜油电机的使用寿命。 　　对潜油电缆的腐蚀：流体压力和气体的压力对潜油电缆的性能来说是非常关键的，压力和温度加速潜油电缆的护套层和绝缘层的化学反应。在高温和高压下，一般潜油电缆的护套层和绝缘层被气体迅速地渗透，一些橡胶材料迅速地硬化，特别在高温和高压下，硫化氢更具有腐蚀性和渗透性，将严重影响绝缘性能并使泄露电流增加。 　　2.2.二氧化碳对潜油电泵的影响 　　二氧化碳腐蚀在没有水时，对钢材是不发生腐蚀的，当出现水时，二氧化碳溶于水生成碳酸。在弱酸性水溶液中，主要是氧极化性腐蚀。腐蚀程度跟油井的温度和压力有关，但温度和压力升高时，腐蚀速度加快。如CO2在90℃、压力为2.5MPa左右时，对碳钢的腐蚀速率一般为13.0mm/a-28.5mm/a，腐蚀速率随温度和压力的变化而变化。CO2腐蚀不仅受高温高压的影响，而且受流速的强烈影响，属于流体力学化学腐蚀。在井液静止或流动缓慢情况下，极易引起局部腐蚀和沉积结垢；而流动的井液的腐蚀是均匀的并比点腐蚀程度轻。在低流速区域，流速对腐蚀的影响很小，但是当流速高到一定程度时，高流速易破坏腐蚀产物膜或妨碍腐蚀产物膜的形成。潜油电泵壳体的腐蚀主要是坑腐蚀和均匀腐蚀，其中坑腐蚀对电泵外壳危害最大。 　　2.3.结垢对潜油电泵的影响 　　结垢对潜油电泵有四个方面的影响： 　　2.3.1.降低电机在环空中散热； 　　2.3.2.堵塞离心泵和分离器的流道；造成油井产液量下降； 　　2.3.3.阻止轴等旋转部件的运动，使轴功率增大；电机负荷增加； 　　2.3.4.加速对电机的坑腐蚀。 　　在采油过程中岩石中的碳酸盐、硅酸盐随井液一起被泵抽出，在泵中由于叶轮的旋转使分子间碰撞机会增多，形成结垢层附着在流道表面上。另一方面硅酸盐、二氧化硅等有粘性，在高速流动的情况下，与金属表面结合强度的增大，形成的垢层比静止时附着力强。 　　3.潜油电泵防腐蚀工艺 　　3.1.液体环氧涂料防腐 　　可使用专用管道内涂层液体环氧涂料进行潜油电泵机组的防腐。液体环氧涂料特点是附着力强，有良好的耐磨和耐腐蚀性，能承受较大压力及压力变化，电绝缘性好，但长期工作温度与其他防腐