一 概述

油田注水作為保持地層壓力和提高采收率的有效手段之一，被國內外廣泛采用。然而在實際應用中，注水系統出現的腐蝕和結垢問題，會導致注水水質不達標、注水壓力升高，地層壓力降低等，從而影響油田的正常生產。

目前，海上油氣田注水系統一般采用海水/納濾水、生產水作為水源，本文針對海上油氣田注水系統腐蝕原因及治理措施進行綜述與總結。

二 注水系統腐蝕原因

01 海水/納濾注水系統腐蝕原因

1.1 藥劑配伍性影響

海水中含有大量的溶解氧、細菌、結垢離子等腐蝕因子，流程中需要加注脫氧劑、殺菌劑、阻垢劑、還原劑等多種藥劑，同時可能因藥劑不配伍導致藥劑效果降低、結垢等風險。例如（圖1）某海上平臺不同緩蝕劑和阻垢劑濃度現場混合實驗。

圖1 某海上平臺高濃度藥劑混合后出現絮狀物

1.2 細菌影響

海水中存在多種細菌，其中 SRB（硫酸鹽還原菌）可以造成點腐蝕，也會通過消耗硫酸鹽代謝產生H2S并在水中生成FeS等沉淀堵塞管道，對注水系統造成綜合性破壞。

圖2 細菌導致的注水系統金屬點蝕

1.3 溶解氧影響

海水中含有大量溶解氧，會加速注水系統腐蝕，脫氧劑可有效脫除水中溶解氧，但需確保整個流程密閉性良好。

02 生產水注水系統腐蝕原因

2.1 結垢影響

結垢是影響生產水注水系統腐蝕最主要的原因，由不同地層生產水混合后，水體環境發生變化，各種離子原有的飽和平衡狀態被打破，產生碳酸鹽垢、硫酸鹽垢、鐵化合物垢等無機鹽垢。結垢會給細菌提供有利滋生環境、阻礙緩蝕劑等化學藥劑接觸金屬表面、造成注水系統垢下腐蝕。

圖3 某管道結垢嚴重導致垢下腐蝕

2.2 細菌影響

井下開采出的生產水中有可能含有SRB等細菌。生產水處理系統如未進行殺菌處理或未達到處理指標，會導致細菌進入注水系統，造成細菌腐蝕。

2.3 H2S影響

生產水中存在一定量的H2S，溶于水會降低pH值，在中性或酸性水中，H2S分解成S2-與水中Fe2+反應生成黑色不溶于水的FeS沉淀，加速鐵的腐蝕。

除此之外，還應根據注水水質考慮懸浮物、礦化度等影響系統腐蝕的因素。

三 注水系統腐蝕治理措施

01 藥劑配伍性

藥劑加注應充分考慮藥劑加注位置、濃度、加注間距、配伍性等因素，連續性加注藥劑所用管線宜伸入管線/設備內（圖4），使藥劑分散良好，防止高濃度藥劑混合作用。

圖4 藥劑加注管伸入管線內1/2處利于藥劑分散

02 殺菌作業

針對性加入殺菌劑除去注水系統中細菌，同時降低次生H2S；殺菌劑宜定期在線沖擊式注入，且應充分考慮殺菌劑加注方式和位置。

例如某海上平臺，殺菌劑加注于氣浮入口，因雙介質過濾器濾料上層密度小、顆粒大，下層反之，截留能力逐漸增強，易導致殺菌劑無法穿透濾層作用下游流程且在下層濾料底部滋生細菌，可將殺菌劑沖擊加注于反沖洗流程，提升殺菌效果。同時注意到，長期使用一種殺菌劑會使細菌建立抗藥性，甚至刺激某類生物的繁殖，應根據工藝適當調整殺菌劑種類、劑量來提高殺菌效果。

圖5 某油田水處理系統簡易流程

03 脫除溶解氧

流程中加注脫氧劑可有效除去水中溶解氧，但應確保整個流程密閉性良好。

例如某海上平臺納濾注水系統全流程監測溶解氧時，前置過濾器入口溶解氧小于50ppb，外輸泵出口溶解氧大于300ppb，經現場調研分析：納濾緩沖罐使用氮氣加壓，制氮機密閉性不良導致溶解氧升高。

圖6 某海上平臺納濾注水流程

04 防垢除垢

針對不同注入水的結垢趨勢選用防垢劑，降低結垢幾率。選用防垢劑應從與其他藥劑配伍性、經濟型、實用性等方面綜合考慮，尤其是新物流匯入前，應對兩股物流及地層水開展水質配伍性實驗，定期開展管線清管、地面設備清理等除垢作業。

05 調整離子

改變水中離子的組成,去除不穩定的離子，例如流程中加注鐵離子穩定劑以降低游離亞鐵離子含量，減少油氣水處理過程中FeCO3和FeS沉淀。

06 去除懸浮物

利用絮凝劑的網撲作用，使污水中的懸浮顆粒快速沉降，去除懸浮物。