三抽设备及回注水水质检测分析

三抽设备及回注水水质检测分析三抽设备及回注水水质检测分析前 言20162016年，在分公司党委的正确领导下，在机关各处室的大力支年，在分公司党委的正确领导下，在机关各处室的大力支持下，技术检测中心围绕油田持下，技术检测中心围绕油田“战寒冬，求生存，谋发展战寒冬，求生存，谋发展”工作思工作思路，充分调动路，充分调动“低油价新常态下低油价新常态下”员工的工作积极性，统筹谋划，员工的工作积极性，统筹谋划，扎实推进，积极作为，进一步发挥扎实推进，积极作为，进一步发挥“督查官督查官”和和“评估师评估师”的作用的作用，当好油田生产的，当好油田生产的“眼睛眼睛”和和“嘴巴嘴巴”，严格控制各项领域内的检，严格控制各项领域内的检测质量，并加大检测数据深度挖掘利用，强化科学研究和成果转化测质量，并加大检测数据深度挖掘利用，强化科学研究和成果转化，切实解决油田生产中的实际问题，圆满完成了，切实解决油田生产中的实际问题，圆满完成了20162016年的各项工作年的各项工作任务，为油田质量管理和技术开发工作提供技术支撑任务，为油田质量管理和技术开发工作提供技术支撑汇 报 提 纲第一部分第一部分 三抽设备检测分析与实验研究三抽设备检测分析与实验研究第二部分第二部分 回注水水质检测分析与实验研究回注水水质检测分析与实验研究 按照分公司“三抽”设备运行管理工作要求，2016年完成特种抽油泵、防腐抽油杆和内衬油管等特种管杆泵抽检等重点三抽设备质量抽检106批次，发现不合格8批次，总体合格率为92.5%,产品标准技术要求提升后，各类产品均发现不合格。

产品名称内衬管特种抽油泵PE包覆抽油杆总体计划数，批266020106完成数，批26602098不合格数，批2248不合格项目衬管尺寸、纵向回缩率防腐泵阀罩材质、阀球材质杆头喷焊层厚度、耐腐蚀、拉伸、疲劳性能/检验合格率，%92.396.780.095.2表1 三抽设备质量检测评价结果统计表图1 三抽设备质量检测评价结果统计一、三抽设备质量检测结果分析一、三抽设备质量检测结果分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究不合格项目均为影响使用性能的关键技术指标 2016年油田继续投入约6个亿的专项资金采购隔热油管、内衬油管、PE半包覆抽油杆等重点生产物资，强化稳产基础中心通过制定科学的检测实施细则方案，优化运行管理，完成712批次，1007.28万米检测任务，共发现各类不合格产品8批次，7.09万米，杜绝了不合格品流入油田生产现场，为油田稳产长效投入提供了质量保证产品名产品名称称防腐油防腐油管管隔热隔热油管油管玻璃玻璃钢油钢油管管普通普通抽油抽油杆杆包覆抽包覆抽油杆油杆连续连续抽油抽油杆杆空心空心抽油抽油杆杆合计合计计划批计划批次次37337330309 9196196727215159 9704704完成批完成批次次37537530309 9196196787815159 9712712不合格不合格批次批次2 20 00 00 06 60 00 08 8检验合检验合格率，格率，%99.599.510010010010010010062.362.310010010010098.998.9不合格项目不合格项目内衬油管：内衬油管：尺寸、纵尺寸、纵向回缩率、向回缩率、翻遍质量翻遍质量喷焊层厚喷焊层厚度、杆头度、杆头机械性能、机械性能、杆头疲劳杆头疲劳试验试验2016年专项资金管杆检测结果汇总表二、长效投入管杆质量检测结果分析二、长效投入管杆质量检测结果分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究 2014年以来，针对抽油杆断裂频次增高现状，持续开展了油田在用抽油杆断裂失效和机理检测分析。

三年来，完成了新杆、断杆质量检测、断杆井采出介质分析、油井生产参数收集、抽油杆材料模拟腐蚀试验等工作，取得检测数据600余组、1万余个分析认为杆断由腐蚀和疲劳共同引起，在矿化度、CO2分压和温度等影响因素中，CO2分压和温度对杆腐蚀的影响更显著断杆取样井数介质检测井数断杆井取样井数、分布和介质检测井数及结果（涵盖东辛、现河和胜采等三个采油厂）三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究1、抽油杆断裂原因检测分析及认识p 新抽油杆和断杆化学成分、力学、疲劳性能等指标均符合标准要求，杆断与制造质量关系不大p 抽油杆断口均为明显疲劳断裂特征，且疲劳源区均有腐蚀坑杆体出现腐蚀坑，加速了疲劳裂纹的发育和扩展，最终在剩余强度不足以承受举升载荷时发生断裂p 腐蚀产物（含FeCO3）分析，在常规认识的矿化度、Cl-含量腐蚀的基础上，明确了油井存在CO2腐蚀辛14-NX17腐蚀产物（含FeCO3）辛14-NX17金相组织（索氏体）辛14-NX17杆疲劳断口三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析序号温度矿化度Cl-含量CO2分压Ca2+Mg2+HCO3-周期，天130100005000044-6028 3.5-1191 183-3127724520000100000.02均值1200 均值260均值580736030000150000.1试验材料20CrMo30CrMo747540000200000.2PH值7759060000300000.3760.6771.07 高温高压釜（高温高压釜（加温、加压、充气加温、加压、充气）+扫描扫描电镜、能谱分析仪、电镜、能谱分析仪、X X衍射分析仪衍射分析仪p 针对影响腐蚀的矿化度、CO2分压、温度等三个关键因素，通过模拟高温高压腐蚀试验，研究了杆体材料腐蚀规律和机理。

1）模拟试验条件列表2）高温高压模拟试验装备 本试验未考虑含油的影响，试验介质为水溶液，通入一定含量的co2气体三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析p 不含CO2时：腐蚀速率相对都较低，且变化幅度小，即纯矿化水腐蚀率较低1)材料腐蚀规律试验结论 矿化度一定，随温度升高，拐点60左右 温度一定，随矿化度升高拐点为3万mg/L左右三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究p 含CO2时，三个因素对腐蚀产生交互影响，CO2分压的影响更显著矿化度一定，30时，腐蚀率均随CO2分压升高拐点0.3MPa左右45以上时，腐蚀率均随CO2分压升高而升高CO2分压、矿化度一定时，腐蚀率随温度升高拐点60左右CO2分压一定时，随矿化度升高腐蚀拐点为3万mg/L左右；且随着CO2分压升高，矿化度影响程度降低 2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析1)材料腐蚀规律试验结论三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究2)配套内衬管杆腐蚀影响实验结论 多铬合金（00Cr9近似不锈钢）与J55和N80配套，多铬合金始终为阴极被保护。

20CrMo（D级杆）与J55和N80配套，腐蚀电位在0线附近，说明管杆间电位差，发生电化学腐蚀的倾向低4142（国外牌号）与J55和N80配套，腐蚀电流始终为负值，说明管为阴极被保护，4142杆被加速腐蚀p 电化学实验实验表明：不同杆体材料与油管配套时存在不同腐蚀电位，常用材料20CrMo与油管间电位接近三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究 另外，30CrMO抽油杆与钢油管接触存在电偶腐蚀，杆腐蚀减轻，管腐蚀加剧，说明油管对抽油杆有一定保护作用p 高温高压模拟化挂片试验表明：随着介质体积与腐蚀材料表面积比增大，材料腐蚀率升高；油井配套常规管时该比值为10/1，而配套内衬管为40/1，因此配套内衬管存在杆腐蚀加剧倾向CO2分压1MPa试验条件 材料介质体积mL/试片面积cm2腐蚀速率mm/a 单独N805:10.8530 单独N8010:11.4979 单独N8020:11.8686单独N8040:12.1283管杆接触N801:201.974130CrMO1:201.5344杆单独30CrMO1:201.80052)配套内衬管杆腐蚀影响实验结论三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究3)抽油杆材料耐腐蚀性能分析p 常用抽油杆材料耐腐性相当，4330等含碳量高的低合金钢腐蚀速率相对偏高；新材料00Cr9表现出优异的耐蚀性。

p 对照金属防腐蚀手册（中国腐蚀与防护学会）对金属材料耐蚀性分类标准，在介质中含CO2时，所有材料中，仅00Cr9杆符合“耐蚀”级别，其他材料均为“尚耐蚀”和“欠耐蚀”的级别三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究4)CO2腐蚀机理分析低温区（30以下），反应速度慢，腐蚀产物不易在表面附着，主要发生金属的活性溶解，对碳钢发生全面腐蚀，而含铬钢可以形成腐蚀产物膜，腐蚀影响较小；中温度区（30-90），介质离子活度高，反应速度快，腐蚀产物容易在表面沉积，但不够均匀、致密，因此易发生严重的局部腐蚀，危害大最大；高温度区（90以上），腐蚀产物颗粒大、松散、附着力较差，局部腐蚀有所减缓；超高温区（110以上），无论碳钢和含铬钢，将形成FeCO3、Fe3O4等腐蚀产物，且可以较好地沉积在金属表面形成相对致密保护膜，从而抑制金属的腐蚀抽油杆工作所受交变应力对腐蚀产物膜破坏作用，也是发生局部腐蚀的诱因之一高含水时，抽油杆腐蚀由CO2与地层矿化水（高含Na+、K+、Ca2+、CL-等离子的强电解质）共同作用造成。

CO2分压越高溶解度越高，酸度越大，腐蚀越快，且受温度、腐蚀产物膜的影响，其腐蚀机理：中低温总反应：CO2+Fe+H2OFeCO3+H2 (超)高温反应：3Fe+4H2O Fe3O4+8H+8e-三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析2、抽油杆材料腐蚀规律试验和机理分析第一部分 三抽设备检测分析与实验研究3、抽油杆腐蚀防护建议p 不含CO2时：20CrMo(D级）、3130(KD)、30CrMo（HL级）等常用抽油杆材料可以长期使用，41424138等高含碳量材料腐蚀率相对较高，不建议使用p 含CO2时：常用材料腐蚀率均很高，远超过0.076mm/y的安全值，配套内衬管将更高，必须加以防护1）抽油杆选材优化三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析选用新材料应用PE包覆杆技术限制镀渗、喷涂杆技术Cr9杆耐腐蚀性好建议适当推广防腐蚀、防偏磨镀层针孔难避免耐温、耐磨效果差不建议选用建议适当推广建 议第一部分 三抽设备检测分析与实验研究2）采取抽油杆防腐措施三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析三、抽油杆断裂失效机理研究和对策分析使用缓蚀剂应用防腐器控制修复杆的质量极性分子吸附阻隔离子与杆体接触研究配方投加方式阴极保护介质改性完善修复工艺碳纤维抽油杆耐磨阳极涂层杆清除腐蚀物和垢层排除垢下腐蚀隐患机理研究技术开发推进新材料研发研究机理开发技术3、抽油杆腐蚀防护建议建 议第一部分 三抽设备检测分析与实验研究1、继续按照分公司三抽管理流程要求，开展三抽设备质量检测评价工作，保证在用三抽设备和材料的质量，促进生产企业产品性能和可靠性、适用性提升。

四、下一步工作规划四、下一步工作规划第一部分 三抽设备检测分析与实验研究2、继续开展三抽设备制造工艺优化和检测评价技术研究依托在用抽油杆质量和适用性检测评价项目研究成果，开展抽油杆防腐技术试验研究 进一步开展内衬油管、PE半包覆抽油杆的技术提升研究，进一步优化高分子材料在油田生产领域的应用范围和效果；还要探索镍基粉末、防腐防垢合金整体喷焊（涂)抽油杆技术的可行性 积极推进抽油系统检测评价体系建设，开展长冲程、小载荷抽油机、固定阀偏置抽油泵等新型三抽设备的检测评价技术研究，为性能优化和新装备研发提供技术依据四、下一步工作规划四、下一步工作规划第一部分 三抽设备检测分析与实验研究汇 报 提 纲第一部分第一部分 三抽设备检测分析与实验研究三抽设备检测分析与实验研究第二部分第二部分 回注水水质检测分析与实验研究回注水水质检测分析与实验研究20072007年前年前检测对象：检测对象：52座污水站外输水检测周期：检测周期：季度检测20082008年年检测对象：1、52座污水站外输水（月度）；2 2、6条检测线（季度）；3、13座精细过滤站（季度）；4 4、污水站在用水处理剂、污水站在用水处理剂（月度）20092009年年新增新增3030条沿程水质（季度）条沿程水质（季度）20102010年起年起新增新增3030个井口（个井口（月度月度）20132013年起年起新增新增300300个井个井口水质检测口水质检测 回注水水质检测经历了由外输水考核向井口水质考核的转变，水质检测重心的转变体现了“源头治理，沿程控制，井口达标”的水质治理理念。

1、水质运行质量检测概况一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析回注水水质检测分析与实验研究污水处理剂质量检验情况表时间区间抽样方式检验结果2007年前供应部门抽检为主，抽检批次少（50批次左右）合格率较高（80%）2007年供应部门抽检+现场专项统检现场抽检合格率（58%)明显低于供应库房抽检合格率(85%)2008至今现场抽检与月度水质考核同时进行抽检批次多(每年300-400批次)，监控力度大合格率升高趋势明显(80.7%100%)20082008年年20092009年年20102010年年20112011年年20122012年年20132013年年2014年2015年2016年缓蚀剂缓蚀剂88.188.195.095.098.298.295.695.697.997.9100%100%100%100%100%100%100%100%净水剂净水剂71.671.675.675.696.496.496.296.297.397.397.1%97.1%100%100%100%100%100%100%杀菌剂杀菌剂30.430.480.480.481.581.583.483.495.295.297.6%97.6%96.1%96.1%100%100%100%100%防垢剂防垢剂60.560.569.669.681.881.890.090.096.296.290.9%90.9%100%100%100%100%100%100%污水处理剂现场质量变化统计表回注水水质检测分析与实验研究1、水质运行质量检测概况一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析1、水质运行质量检测概况胜利油田水质综合达标率（2005-2016）分公司水质综合达标率由2005年的72.5%上升为92.3%。

回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析根据分公司回注水水质考核的总体部署，质检所在根据分公司回注水水质考核的总体部署，质检所在20162016年进一步加强了对各污年进一步加强了对各污水站的水质考核工作（比水站的水质考核工作（比20152015年年增加增加9 9座座），），20162016年对全油田年对全油田1616个开发单位的个开发单位的7878座污座污水站回注水水质进行水站回注水水质进行月度水质考核月度水质考核工作，工作，300300个井口个井口的季度考核工作，同时开展了的季度考核工作，同时开展了现现场油水处理剂质量检验评价场油水处理剂质量检验评价，发布水质考核公报，发布水质考核公报 1212份份检测项目检测项目年度计划工作量年度计划工作量实际完成实际完成污水站外输水质考核检测污水站外输水质考核检测1632站次站次1865站次站次井口水质考核检测井口水质考核检测1200点次点次1200点次点次精细过滤站水质检测分析精细过滤站水质检测分析168点次点次168点次点次污水站来水全指标检测分析污水站来水全指标检测分析68站次站次72站次站次新改造污水处理站效果后评价新改造污水处理站效果后评价100站次站次144站次站次水处理剂检测评价水处理剂检测评价320批次批次371批次批次2、2016年水质检测概况回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析主要指标计划值2014年2015年2016年污水站外输水水质综合达标率91.0%91.0%92.1%92.3%污水站外输水“平均腐蚀率”达标率95.0%94.9%97.9%96.6%井口水质合格率/36.3%44.4%48.2%低渗区块水质达标率/89.1%90.2%88.9%水处理药剂现场质量合格率/99.5%100%100%2、2016年水质检测概况回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析分公司井口水质合格率随出站水质变化波动，目前为47.9%，比2014年初期提高10个百分点，有向好趋势，但仍比出站水低约20个百分点。

20%20%2、2016年水质检测概况回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析20162016年出站和井口各单项指标变化年出站和井口各单项指标变化 与出站相比，井口水质明显变差悬浮固体含量合格率最低，和出站水相比，下降幅度最大；井口含油量合格率最高，稳定性较好历史上看，井口水质考核指标随出站参数波动而波动，悬浮固体含量变化明显，降低约20个百分点2、2016年水质检测概况回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析产品产品抽检批次数抽检批次数不合格批次数不合格批次数20152015年年原油破乳剂（含破乳净水剂）原油破乳剂（含破乳净水剂）85850 0100%100%污水处理用絮凝剂污水处理用絮凝剂21210 0100%100%污水处理用防垢剂污水处理用防垢剂20200 0100%100%污水处理用杀菌剂污水处理用杀菌剂84840 0100%100%污水处理用缓蚀剂污水处理用缓蚀剂1091090 0100%100%污水处理用反相破乳剂污水处理用反相破乳剂30300 0100%100%其它水处理用化学剂（含预脱水剂、水质稳定其它水处理用化学剂（含预脱水剂、水质稳定剂、除氧剂、滤料清洗剂）剂、除氧剂、滤料清洗剂）22220 0100%100%总计总计3713710 0100%100%2、2016年水质检测概况回注水水质检测分析与实验研究一、回注水水质检测分析一、回注水水质检测分析（1 1）絮凝）絮凝剂置于混凝沉降罐前，利用设备结构优势，发挥药剂最佳效果。

剂置于混凝沉降罐前，利用设备结构优势，发挥药剂最佳效果2 2）缓蚀剂投加位置后移，减少吸附损耗，增加有效作用距离，利于井口腐蚀达标；）缓蚀剂投加位置后移，减少吸附损耗，增加有效作用距离，利于井口腐蚀达标；（3 3）杀菌剂）杀菌剂“前冲后续前冲后续”，破坏细菌生长环境，避免沿程细菌滋生，协同防腐；破坏细菌生长环境，避免沿程细菌滋生，协同防腐；（4 4）每两个月更换不同种类杀菌剂，避免细菌产生抗药性每两个月更换不同种类杀菌剂，避免细菌产生抗药性为适应污水站来水水性和水处理工艺的变化，根据工程技术管理中心安排对污水站药剂投加方案进行优化，为开发单位提供技术服务，促进水质稳定达标确定了常规污水处理工艺的药剂投加基本原则：优化效果：优化效果：1 1、规范药剂投加；、规范药剂投加；2 2、降低处理成本、降低处理成本；3 3、提高水质达标率；、提高水质达标率；4 4、保障井口水质稳定保障井口水质稳定二、回注水水质实验研究二、回注水水质实验研究1 1、污水站药剂投加方案优化研究和技术服务、污水站药剂投加方案优化研究和技术服务回注水水质检测分析与实验研究潍北污：潍北污：水处理成本由水处理成本由2.992.99元元/方方降为降为1.341.34元元/方，且腐蚀速率由方，且腐蚀速率由1.854mm/a1.854mm/a下降为下降为0.076mm/a0.076mm/a以下。

以下利津污：2009年，井口水质达标率仅为65%，主要是SRB菌滋生严重引起的2010年作为沿程治理示范工程进行了药剂投加优化工作，井口水质达标率逐步趋好，井口综合达标率目前为100%药剂优化前药剂优化后药剂优化效果案例：药剂优化效果案例：1 1、污水站药剂投加方案优化研究和技术服务、污水站药剂投加方案优化研究和技术服务回注水水质检测分析与实验研究2 2、低污泥量水质改性技术在油田采出水中的推广应用、低污泥量水质改性技术在油田采出水中的推广应用 低污泥量水质改性技术低污泥量水质改性技术在纯梁首站取得成功后，针对油田水处理现状，技术检测中心在纯梁首站取得成功后，针对油田水处理现状，技术检测中心继续开展了针对性研究继续开展了针对性研究20162016年，在工程技术管理中心的统筹安排下，与滨南采油厂合作年，在工程技术管理中心的统筹安排下，与滨南采油厂合作，该技术在，该技术在滨一污滨一污得到推广应用，并取得预期效果得到推广应用，并取得预期效果外输水pH值7.07.70.7药剂种类833种291.96236.05药剂费用（万元）55.91药剂成本降低0.15元/方腐蚀率稳定控制在0.03mm/a以内井口水质达标100%回注水水质检测分析与实验研究二、回注水水质实验研究二、回注水水质实验研究科研工作针对问题技术目标试验区域低污泥量的水质改性技术研究及推广应用水质改性站污泥量大，处理成本高降低污泥量30%，降低处理成本10%临盘含聚水细菌控制及注水管网堵塞一体化治理技术研究（中石化先导）含聚水细菌含量高，杀菌剂适应性差、注水管网堵塞等问题建立杀菌剂快速评价方法,评价时间低于2h；研发物理法杀菌技术，杀菌率不低于90%，优化药剂投加，缓解管线堵塞孤岛陈家庄油田稠油采出液低温破乳脱水技术研究陈南站、陈庄联大罐脱水温度均在90左右,能耗高，安全隐患大，现场破乳脱水温度降低10、吨油破乳剂成本3.0元/吨河口油田采出液高效处理技术研究（污水在线快速监测与调控技术研究）（中石化重大专项）水质指标检测周期长，对药剂投加的指导性滞后实现腐蚀、含油量、悬浮固体含量的在线远程监控，SRB菌的快速检测，药剂的智能投加。

孤岛三、下一步工作规划三、下一步工作规划 继续做好水质监测工作，为分公司水质达标治理发挥督查官作用，并围绕生产需求深入开展科研工作，为油田高效开发节能降耗工作提供技术支撑回注水水质检测分析与实验研究。