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）

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。