段六撥油田套損腐蝕機理及預防對策研究

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理及預防對策研究

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發，目前進入開發中后期，套損情況愈發嚴重，不僅影響油田的穩產，而且還造成注采井網的不完善，給油田區塊的整體開發帶造成不利影響。本文通過對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行套損套變規律統計，找出相應規律。結合段六撥油田地質開發特點，研究發現段六撥油田套損套變主要原因是固井質量差造成水竄入泥巖層誘發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，針對套損套變原因制定一系列相應套損預防對策，為油田套管保護提供有利依據。

套管損壞；腐蝕；機理；預防對策

段六撥油田位于段六撥背斜構造北翼，構造較簡單、為斷層夾持的斷階式東西向斷鼻構造，為構造-巖性油藏，油層埋藏較深（油層埋深2880～3540m），儲層物性較差（儲層平均滲透率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，套損日趨嚴重，套損的發生嚴重影響了該油田的開發效益。因此，需要找出段六撥二區套損主控因素及套損機理，并制定相應預防對策，提高該油田油水井的壽命，改善開發效果。

1　套損井套損特征分析

1.1套損類型

通過對段六撥二區34口套損井的套損類型的統計，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（見表1）。

表1　套損類型統計

1.2套損層位及深度分布

1.2.1套損層位分布

通過對16口套漏井對應層位主要集中沙三段和孔一段（見表2）。

表2　套漏井對應層位統計

1.2.2套損深度分布

通過對16口套漏井對應深度主要集2500～3000米。（見表3）

表3　套漏井對應深度統計

2　套損主控因素研究

通過對套漏的16口完鉆井套損點的統計，套損點都不在套管的接箍處，同時參考部分井的40臂測井解釋，可以明確以上的16口井都是受腐蝕引起的套漏。

2.1腐蝕產物分析

采用取腐蝕油管的外壁進行分析，確定腐蝕產物的組成，現場取了D38-48井的油管進行了XRD（見圖1）和EDS（見圖2）的分析結果如下：

圖1　D38-48油管腐蝕產物XRD圖譜　

圖2　D38-48掛片腐蝕產物EDS圖譜

從以上現場水掛片腐蝕產物分析可知，腐蝕產物中除含有Fe3O4、Fe2O3外還存在FeS［1］。

2.2腐蝕介質分析

通過對產出液和注入水的分析，該油田普遍存在氯離子，同時含量較高，基本上在10000mg/L以上；段六撥二區的腐蝕介質中都或多或少的含有單質硫，而單質硫的存在可能會對腐蝕造成影響

2.3腐蝕機理分析

段六撥二區的腐蝕介質水質分析可知，腐蝕陰離子主要是Cl-，同時含有S單質。同時腐蝕產物的XRD、EDS分析可知，腐蝕產物大部分為Fe2O3、Fe3O4、FeCO3、FeS等［2］。通過以上分析，該油田的腐蝕機理如下：

①Cl-腐蝕

由于氯離子半徑小，穿透能力強，故它最容易穿透氧化膜內極小的孔隙，到達金屬表面，并與金屬相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的結構發生變化，金屬產生腐蝕。

②單質硫腐蝕

表4　段六撥二區腐蝕介質單質硫含量

從表4中數據可知，所選擇的腐蝕介質中都或多或少的含有單質硫，而單質硫的存在可能會對腐蝕造成影響。

從段六撥二區的腐蝕介質水質分析可知，腐蝕陰離子主要也是Cl-，還有少量的CO32-、HCO3-，單質S，同時，現場腐蝕產物為Fe2O3、Fe3O4、FeS等。在其腐蝕機理主要為：Cl-腐蝕、單質硫腐蝕腐蝕作用下，套管壁將逐漸變薄（整體或局部），套管強度隨之降低，在外力作用下套管更易損壞［3］。

3　預防措施

通過對套漏點的統計分析，基本明確該油田套漏主要是受腐蝕引起的套變，通過對腐蝕產物和腐蝕介質的分析，結合理論推導，該油田主要是受單質硫引起的腐蝕。結合對目前防腐措施的技術調研，新井主要采取內涂層套管；老井目前主要采取加入化學藥劑和電化學防腐。

4　結語

通過對套損井的基本情況統計分析，結合室內實驗評價，完成了段六撥油田套管損壞機理及預防對策研究，形成了以下的結論和認識：

（1）段六撥二區套管腐蝕較嚴重，引發腐蝕主要是氯離子和單質硫；

（2）對于段六撥二區，套管腐蝕較為嚴重，對于新鉆井應采用具有防腐功能的套管，根據技術調研，推薦采用內涂層的套管。

［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.1996；24（1）：:32-33.

［2］黃毓林.套管腐蝕的預防及治理工藝技術［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］.科學技術與工程.2012.12（12）

步宏光（1979-），高級工程師、2002年畢業于西安石油學院化學工程專業、2008年獲得俄羅斯國立石油天然氣大學碩士學位、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。