1弁言
井筒腐化严峻影响了油井的正常消费,人们实验过许多办法,但只能临时缓解一下腐化速率,且用度高、结果差。随着油田开辟工夫的增加,井筒腐化题目变的越来越严峻,投入本钱也会逐年进步,井筒防腐现在已成为各大油田急需办理的紧张攻关技能之一。
2井筒腐化机理剖析
机器采油井的井筒内套管、油管、抽油杆及别的井下东西腐化泉源次要有三个方面:氛围、地层产出物(如硫化氢、二氧化碳、)及水腐化。
2.1氛围和水的氧腐化
在机器采油历程中,由于高压静态监测和压力均衡的必要,要常常开启套管闸门,氛围便进入到油管、套管的环形空间,从而腐化整个井筒。在湿润的情况下(含H2O),套管内壁、油管外壁不停被腐化,天生的钝化膜等掩护膜又在交变和振动载荷以及频仍作业中零落,腐化又持续举行,云云循环,使得管壁不停变薄。其抗拉、抗外挤、抗内压强度会渐渐低落直至变形破坏,由此形成的油管漏失检泵、取、换套管等修井作业给油田形成宏大的丧失。
水与氧气锈蚀天生Fe(OH)地层水中的消融氧次要天生铁锈Fe2O3,和真铁矿铁FeO(OH),FeO(OH)还可以与Fe2+联合天生Fe3O4。井筒的腐化的样品中次要存在Fe2O3FeO(OH)以及Fe3O4。
2.2二氧化碳腐化
氛围中含CO2,井筒水中也消融大批的CO2,CO2与Fe2联合天生FeCO3溶液中HCO32-与金属Fe反响后天生FeHCO3和Fe3O4招致腐化。
2.3硫化氢腐化
采出液体中每每存在着大批的H2s,H2S在水中会游离出H+、HS-和s2-,与Fe2+联合成FeS,H在铁的外表产生氢去极化腐化。
3室内实行原理
(1)使用高压物性材料在实行室内模仿井筒(包罗流速、温度等)地层原始条件,在密闭条件下参加1块相反体积的与井筒内壁形同身分的钢材(也可用A3钢取代)举行腐化(精准)实行:
第一支:阻遏氛围察看7天;
第二支:通入一倍于样品体积的惰性气体,察看7天;
第三支:通入二倍于样品体积的惰性气体,察看7天;
直到确定不腐化的通入惰性气体的量。
(2)在没有高压物性取样时,从井口取样或经过洗井的措施取井筒样品数支,在化验室内模仿井筒(包罗流速、温度等)状况,各参加1块相反体积的与井筒内壁相反身分的钢材(也可用A3钢取代)举行腐化(大略)实行:
第一支:阻遏氛围察看7天;
第二支:通入一倍于样品体积的惰性气体,察看7天;
第三支:通入二倍于样品体积的惰性气体,察看7天;
直到确定不腐化的通入惰性气体的量(实践施工时要大于此量1倍以上,依据油管出口的化验后果,渐渐增加或增长注入量)。
实行室实行后果:
(1)在含二氧化碳溶液中,随着含氧量增大,二氧化碳腐化速率也随之增大;
(2)在含硫化氢溶液中,通入大批氧气就会招致腐化速率分明上升。室内实验标明:如有氧存在,其腐化速率与无氧形态的腐化速率相比高15倍;
(3)三种腐化介质:硫化氢、二氧化碳、氧气在消融度及别的相反的条件下,其腐化速率存在如下干系:氧气腐化速率>二氧化碳腐化速率>硫化氢腐化速率;
(4)在做地层水的各项离子化验时,统一瓶水样,敞口在大气中安排2小时后,碳酸根的含量增长,PH值低落(酸性增长);
(5)枯燥的硫化氢、二氧化碳气体没有腐化性,只要临界湿度到达约莫65%以上时腐化性气体对铁的腐化速率敏捷增大;
(6)当硫化氢的浓度大于10毫升/1立方米、分压大于0.05psi(LMPa=145psi)时,才大概发生硫化氢腐化,在硫化氢存在的条件下,呈现的次要题目是氢穿透金属的氢脆征象。
4现场实行及结果
机器采油是经过井筒内的抽油泵和抽油杆将地层产液从井下举升到空中(见图1),经油管闸门控制落伍上天面保送管线中,在这个历程中油管和套管之间环形空间地层液的液面是动摇的,氛围不停经套管闸门混入高矿化度的地层产液中,使地层液具有腐化性,含有硫化氢、二氧化碳等腐化性气体地层液减速了湿润的套管内壁、油管外壁的腐化速率。因而,井筒内金属部件的腐化水平与进入井筒套筒内的氛围中的氧气含量有间接干系。
经过注入惰性气体,将氛围与井筒阻遏、大概对井筒内的腐化性气体举行浓缩和枯燥的方法举行防腐,可低落或制止井筒腐化。
本次在大港油田选取2口井做注入氮气实行,操纵如下:
(1)取油管出口产出物(含气体)化验其的性子和含量,在实行室确定此中腐化性气体的不腐化量。
(2)用管路将惰性气体容器与套管毗连管毗连,套管毗连管与油管与套管的环形空间连通(惰性气体优选氮气,容器包罗气体罐或气体车等,)。
(3)经过控制套管闸门的开关,向油管与套管的环形空间中注入惰性气体。
实行后果:油井边消费边向油管与套管的环形空间中注入氮气,注入氮气渐渐浓缩直至交换出井筒内腐化性气体,颠末永劫间跟踪检测没有发明井筒腐化征象,因而确定,该办法能无效的控制井筒腐化。(其注入量以实行室确定的腐化气体的不腐化量和井口取出样无腐化残物为准)
5结论
用氮气替除井筒内氛围的防腐办法是一种本钱低且复杂易行的防腐化办法,该办法无效地制止了井筒腐化,使油管、套管腐化征象失掉基本改动,其效果推行远景宽广。