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        段六撥油田套損腐蝕機(jī)理及預(yù)防對(duì)策研究

        2016-11-14 06:26:36步宏光林莉莉張新華大港油田公司采油工藝研究院天津300000
        化工管理 2016年30期
        關(guān)鍵詞:層位單質(zhì)機(jī)理

        步宏光 林莉莉 張新華(大港油田公司采油工藝研究院,天津 300000)

        段六撥油田套損腐蝕機(jī)理及預(yù)防對(duì)策研究

        步宏光林莉莉張新華(大港油田公司采油工藝研究院,天津300000)

        隨著段六撥油田不斷開(kāi)發(fā),目前進(jìn)入開(kāi)發(fā)中后期,套損情況愈發(fā)嚴(yán)重,不僅影響油田的穩(wěn)產(chǎn),而且還造成注采井網(wǎng)的不完善,給油田區(qū)塊的整體開(kāi)發(fā)帶造成不利影響。本文通過(guò)對(duì)段六撥油田套損類型、套損名義壽命、套損深度及套損層位等方面進(jìn)行套損套變規(guī)律統(tǒng)計(jì),找出相應(yīng)規(guī)律。結(jié)合段六撥油田地質(zhì)開(kāi)發(fā)特點(diǎn),研究發(fā)現(xiàn)段六撥油田套損套變主要原因是固井質(zhì)量差造成水竄入泥巖層誘發(fā)泥巖水化引起套損套變,加之腐蝕因素的影響造成套管壽命降低,加劇套管損壞。同時(shí),針對(duì)套損套變?cè)蛑贫ㄒ幌盗邢鄳?yīng)套損預(yù)防對(duì)策,為油田套管保護(hù)提供有利依據(jù)。

        套管損壞;腐蝕;機(jī)理;預(yù)防對(duì)策

        段六撥油田位于段六撥背斜構(gòu)造北翼,構(gòu)造較簡(jiǎn)單、為斷層夾持的斷階式東西向斷鼻構(gòu)造,為構(gòu)造-巖性油藏,油層埋藏較深(油層埋深2880~3540m),儲(chǔ)層物性較差(儲(chǔ)層平均滲透率34.9×10-3μm2,平均孔隙度15.9%,為中孔低滲油藏),含油層系多(由上至下依次為沙三段、孔一段棗0-棗3油組)。

        截止到2015年底,段六撥二區(qū)套損井34口,其中套損油井21口,套損水井13口,套損油井共損失套損點(diǎn)以下油層1813.5米/529層,剩余未射油層145.7米/69層,套損日趨嚴(yán)重,套損的發(fā)生嚴(yán)重影響了該油田的開(kāi)發(fā)效益。因此,需要找出段六撥二區(qū)套損主控因素及套損機(jī)理,并制定相應(yīng)預(yù)防對(duì)策,提高該油田油水井的壽命,改善開(kāi)發(fā)效果。

        1 套損井套損特征分析

        1.1套損類型

        通過(guò)對(duì)段六撥二區(qū)34口套損井的套損類型的統(tǒng)計(jì),該油田套損以套漏為主,占套損類型井的47%;套漏是腐蝕引起套損的典型特征;其次是縮徑(見(jiàn)表1)。

        表1 套損類型統(tǒng)計(jì)

        1.2套損層位及深度分布

        1.2.1套損層位分布

        通過(guò)對(duì)16口套漏井對(duì)應(yīng)層位主要集中沙三段和孔一段(見(jiàn)表2)。

        表2 套漏井對(duì)應(yīng)層位統(tǒng)計(jì)

        1.2.2套損深度分布

        通過(guò)對(duì)16口套漏井對(duì)應(yīng)深度主要集2500~3000米。(見(jiàn)表3)

        表3 套漏井對(duì)應(yīng)深度統(tǒng)計(jì)

        2 套損主控因素研究

        通過(guò)對(duì)套漏的16口完鉆井套損點(diǎn)的統(tǒng)計(jì),套損點(diǎn)都不在套管的接箍處,同時(shí)參考部分井的40臂測(cè)井解釋,可以明確以上的16口井都是受腐蝕引起的套漏。

        2.1腐蝕產(chǎn)物分析

        采用取腐蝕油管的外壁進(jìn)行分析,確定腐蝕產(chǎn)物的組成,現(xiàn)場(chǎng)取了D38-48井的油管進(jìn)行了XRD(見(jiàn)圖1)和EDS(見(jiàn)圖2)的分析結(jié)果如下:

        圖1 D38-48油管腐蝕產(chǎn)物XRD圖譜 

        圖2 D38-48掛片腐蝕產(chǎn)物EDS圖譜

        從以上現(xiàn)場(chǎng)水掛片腐蝕產(chǎn)物分析可知,腐蝕產(chǎn)物中除含有Fe3O4、Fe2O3外還存在FeS[1]。

        2.2腐蝕介質(zhì)分析

        通過(guò)對(duì)產(chǎn)出液和注入水的分析,該油田普遍存在氯離子,同時(shí)含量較高,基本上在10000mg/L以上;段六撥二區(qū)的腐蝕介質(zhì)中都或多或少的含有單質(zhì)硫,而單質(zhì)硫的存在可能會(huì)對(duì)腐蝕造成影響

        2.3腐蝕機(jī)理分析

        段六撥二區(qū)的腐蝕介質(zhì)水質(zhì)分析可知,腐蝕陰離子主要是Cl-,同時(shí)含有S單質(zhì)。同時(shí)腐蝕產(chǎn)物的XRD、EDS分析可知,腐蝕產(chǎn)物大部分為Fe2O3、Fe3O4、FeCO3、FeS等[2]。通過(guò)以上分析,該油田的腐蝕機(jī)理如下:

        ①Cl-腐蝕

        由于氯離子半徑小,穿透能力強(qiáng),故它最容易穿透氧化膜內(nèi)極小的孔隙,到達(dá)金屬表面,并與金屬相互作用形成了可溶性化合物,使氧化膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,金屬產(chǎn)生腐蝕。

        ②單質(zhì)硫腐蝕

        表4 段六撥二區(qū)腐蝕介質(zhì)單質(zhì)硫含量

        從表4中數(shù)據(jù)可知,所選擇的腐蝕介質(zhì)中都或多或少的含有單質(zhì)硫,而單質(zhì)硫的存在可能會(huì)對(duì)腐蝕造成影響。

        從段六撥二區(qū)的腐蝕介質(zhì)水質(zhì)分析可知,腐蝕陰離子主要也是Cl-,還有少量的CO32-、HCO3-,單質(zhì)S,同時(shí),現(xiàn)場(chǎng)腐蝕產(chǎn)物為Fe2O3、Fe3O4、FeS等。在其腐蝕機(jī)理主要為:Cl-腐蝕、單質(zhì)硫腐蝕腐蝕作用下,套管壁將逐漸變?。ㄕw或局部),套管強(qiáng)度隨之降低,在外力作用下套管更易損壞[3]。

        3 預(yù)防措施

        通過(guò)對(duì)套漏點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)分析,基本明確該油田套漏主要是受腐蝕引起的套變,通過(guò)對(duì)腐蝕產(chǎn)物和腐蝕介質(zhì)的分析,結(jié)合理論推導(dǎo),該油田主要是受單質(zhì)硫引起的腐蝕。結(jié)合對(duì)目前防腐措施的技術(shù)調(diào)研,新井主要采取內(nèi)涂層套管;老井目前主要采取加入化學(xué)藥劑和電化學(xué)防腐。

        4 結(jié)語(yǔ)

        通過(guò)對(duì)套損井的基本情況統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)合室內(nèi)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià),完成了段六撥油田套管損壞機(jī)理及預(yù)防對(duì)策研究,形成了以下的結(jié)論和認(rèn)識(shí):

        (1)段六撥二區(qū)套管腐蝕較嚴(yán)重,引發(fā)腐蝕主要是氯離子和單質(zhì)硫;

        (2)對(duì)于段六撥二區(qū),套管腐蝕較為嚴(yán)重,對(duì)于新鉆井應(yīng)采用具有防腐功能的套管,根據(jù)技術(shù)調(diào)研,推薦采用內(nèi)涂層的套管。

        [1]毛克偉.油水井套管腐蝕原因與防腐措施[J].石油鉆探技術(shù).1996;24(1)::32-33.

        [2]黃毓林.套管腐蝕的預(yù)防及治理工藝技術(shù)[J].石油鉆采工藝,1995;17(2):75—78.

        [3]李臣等.秦家屯油田油水井套損原因分析[J].科學(xué)技術(shù)與工程.2012.12(12)

        步宏光(1979-),高級(jí)工程師、2002年畢業(yè)于西安石油學(xué)院化學(xué)工程專業(yè)、2008年獲得俄羅斯國(guó)立石油天然氣大學(xué)碩士學(xué)位、從事鉆完井工藝及套損套變研究工作、天津市大港油田采油工藝研究院。

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