鐮刀灣油藏井筒綜合治理研究

柳桂永

【摘 要】鐮刀灣油藏已開發20余年，綜合含水93.9%，油井腐蝕、管柱偏磨等井筒故障成為制約油井生產的主要矛盾。井筒復雜化導致井筒治理難度增大，修井頻次上升，給油田生產運行成本造成極大壓力。論文主要分析鐮刀灣油藏歷年井筒治理效果分析，總結經驗，提出有效治理措施。

【Abstract】Liandao Bay Reservoir has been developed for more than 20 years， with water cut of 93.9%. Wellbore faults such as corrosion of oil wells and eccentric wear of tubing strings have become the main contradictions restricting oil wells production. The complexity of wellbore leads to the difficulty of wellbore treatment and the increase of workover frequency， which causes great pressure on the production and operation cost of oilfield. This paper mainly analyzes the wellbore treatment effect of Liandao Bay Reservoir over the years， summarizes the experience， and puts forward effective control measures.

【關鍵詞】腐蝕;管柱偏磨;井筒治理

【Keywords】corrosion; eccentric wear of tubing strings; treatment of wellbore

【中圖分類號】TE358 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻標志碼】A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號】1673-1069（2019）02-0044-03

1 概況

1.1 開發現狀

鐮刀灣油藏自1998年開始滾動開發，已開發20余年。目前共有油井167口，井口日產液水平1162m³，日產油61.3t，綜合含水94.7%。

1.2 井筒現狀

隨著油藏開發的不斷深入，鐮刀灣油藏已經進入特高含水開發階段，受油管桿服役年限長，油井高液量、腐蝕強度大、偏磨嚴重、結垢、結蠟等多重影響，井筒現狀日趨復雜，井筒狀況如下。

1.2.1 油管桿服役年限長

根據管桿服役年限統計情況，在用油管服役年限超過5年的數量為5.7萬米，是目前鐮刀灣井筒問題頻繁的原因之一。

1.2.2 井筒結蠟結垢情況

鐮刀灣油藏高液量、高含水，井筒結蠟結垢井相對較少，目前統計結蠟油井數20口，結蠟程度輕微，能夠通過加清防蠟劑，管線熱洗防治結蠟。

1.2.3 井筒腐蝕及偏磨情況

井筒腐蝕及偏磨是鐮刀灣普遍存在的問題，其嚴重制約著油井的免修期。2018年鐮刀灣油井故障性維護作業102井次，由于腐蝕偏磨導致抽油泵上凡爾罩斷，抽油桿斷，油管腐蝕穿孔、絲扣偏磨漏失、油管磨損裂縫等故障性維護作業87井，占總故障性維護作業的85.3%。

2 鐮刀灣油藏井筒主要矛盾剖析

2.1 鐮刀灣油藏腐蝕問題剖析

鐮刀灣油藏采出水對桿管的腐蝕問題極為嚴峻，根據現場分析，對油管桿的腐蝕既有點蝕也包含大面積的均勻腐蝕。通過對鐮刀灣油井采出水水樣結果分析（見表1）和硫酸鹽還原菌測試得出，采出水總礦化度為25000～60000mg/L，長2油藏采出水硫酸鹽還原菌數量為100個/ml，同時部分油井采出水中含溶解氧，目前油藏腐蝕主要是電化學腐蝕及硫酸鹽還原菌引起的酸性氣體腐蝕。

2.1.1 硫酸鹽還原菌（SRB）的腐蝕

硫酸鹽還原菌主要起腐蝕催化作用，將油井中的SO42-還原成S2-，起到陰極去極化作用而使抽油桿腐蝕[1]。一方面產生S2-的易形成硫化物沉淀，加速抽油桿的腐蝕，其腐蝕總反應為：。一方面產生S2-與H+反應生成H2S，H2S具有很強的腐蝕性，其腐蝕在沒有任何征兆的情況下，在短時間突然發生。

2.1.2 礦化度的電化學腐蝕的影響

礦化度是引起電化學腐蝕的一個重要條件，隨著礦化度的增大，溶液的導電能力增強，腐蝕速率加快，同時溶液中Cl-濃度的上升會加速微觀電化學腐蝕反應。溶液中氧氣的濃度會加快電化學腐蝕[2]。目前，鐮刀灣油藏礦化度較高，同時Cl-濃度含量高達18000～30000mg/L。

2.2 油管桿偏磨原因分析

油田開發過程中，抽油機井的油管桿偏磨問題是普遍存在的，而造成偏磨的原因有很多，下面是鐮刀灣油井油管桿偏磨的幾種原因。

2.2.1 井身結構對油管桿的彎曲偏磨

目前，鐮刀灣的井身結構并非直線，油層套管存在一定程度的螺旋彎曲，油管隨套管一起彎曲，下入抽油桿將會和油管產生摩擦。對于斜井而言，在造斜點的一定范圍內油管是彎曲的，而抽油泵一般位于造斜點以下，泵上油管隨套管一起彎曲，導致油管桿之間產生摩擦，造成偏磨。同時，井斜、“狗腿”等因素會導致井筒內油管偏移，而油管內的抽油桿由于受到重力影響，將會導致管桿磨損[3]。井身結構造成的偏磨目前是鐮刀灣油管桿偏磨的主要原因。

2.2.2 管桿彈性變形造成彎曲

抽油機在運行過程中，抽油桿柱在交變載荷的作用下會產生彎曲變形。上沖程時，液柱載荷由油管轉移到抽油桿上，中和點以下的這一段油管因卸載而發生彈性收縮產生螺旋彎曲，造成抽油桿、油管相互接觸摩擦。下沖程時，液柱載荷由抽油桿柱轉移到油管上，抽油桿卸載發生彈性收縮產生螺旋彎曲，還將受到柱塞與泵筒間摩擦阻力及液流通過柱塞產生的阻力和井液對抽油桿的浮力，因此，抽油桿柱下部容易發生失穩彎曲，造成桿、管相互接觸摩擦形成偏磨，這種相互接觸造成的偏磨隨沖次增加而增加[4]。

3 井筒治理效果分析及下步治理方向

3.1 井筒腐蝕治理效果分析

結合鐮刀灣油藏腐蝕類型分析，針對硫酸鹽還原菌（SRB）濃度高，酸性氣體引起的電化學腐蝕嚴重，自2016年開始從井筒添加緩蝕劑（主要成分咪唑啉）進行防腐工作，2018年添加緩蝕劑油井69口。2016-2018年連續添加緩蝕劑對比井27口，油井檢泵周期由155天上升至目前的476天，檢泵次數由84次下降至14井次，油管桿更換數量下降明顯，緩蝕劑防腐蝕效果明顯。

3.2 油管桿偏磨治理

3.2.1 配套高分子內襯油管

由于油管桿腐蝕影響，油管桿偏磨面變得粗糙，增大了油管桿之間的摩擦系數，加劇油管桿偏磨，針對這種現象，鐮刀灣開始在油井偏磨嚴重段，配套高分子內襯油管，由于內襯為高分子聚合物，具有極高的耐磨性和化學穩定性，在防腐的同時，其表面光滑，大大減少了油管桿之間的摩擦阻力，達到延緩偏磨的效果，從而增加油管桿使用壽命。鐮刀灣油田從2016年開始配套高分子內襯油管26口，累計配套油管459根。配套后效果顯著，修井頻次下降，檢泵周期由之前的147天延長至374天。

3.2.2 更換抽油機，提沖程降沖次

鐮刀灣油藏高液量，生產參數較大，增大了油管桿之間的摩擦頻率，按照“長沖程，低沖次”的原則，組織更換長沖程抽油機，減少抽油管桿的疲勞磨損及偏磨。截止2018年，共更換抽油機25臺，更換后油井維護性頻次4.8次/年下降至1.7次/年，平均檢泵周期由126天上升至376天，治理效果很好。

3.3 高頻井治理效果

鐮刀灣油藏2016年對29口高頻井進行治理，通過配套高分子內存油管、更換抽油機沖次、添加緩蝕劑等手段，高頻井檢泵次數由2016年全年104井下降到2018年全年29次，檢泵周期由112天延長至397天，治理效果顯著。

3.4下步治理方向

通過加藥防腐蝕、配套高分子、降沖次防偏磨等手段雖然取得了一定效果，但是目前鐮刀灣油藏腐蝕與偏磨仍然嚴重，應從以下幾點繼續加強防腐蝕、防偏磨治理[5]：

①優選抗硫化氫腐蝕的緩蝕劑，尋找合理加藥濃度，繼續開展井筒加藥工作;

②針對電解質濃度高、注入水氧氣含量高導致電化學腐蝕嚴重的問題，建議對注入水投加阻氧劑，減緩腐蝕;

③通過新增防腐蝕的多元鎢合金抽油桿，優選材料進行防腐蝕;

④繼續擴大高分子內襯油管在偏磨井的配套數量;

⑤根據現場偏磨情況，結合井斜數據在偏磨嚴重及“狗腿度”大于2°井段，加密添加扶正器;

⑥繼續優化生產參數，在保證液量足夠的前提下，降沖次。

4 結論與認識

①通過對鐮刀灣油田腐蝕原因及機理的分析，明確了油井腐蝕主要是由于硫酸鹽還原菌催化下的硫化氫腐蝕，在高氧氣濃度、高礦化度、高氯離子濃度下的發生強電化學腐蝕，下步主要結合腐蝕機理，優選防腐蝕藥劑，確保能夠更有效徹底地解決鐮刀灣井筒腐蝕的難題;

②油井的腐蝕與油管桿偏磨是鐮刀灣油藏井筒故障的主要原因;

③通過井筒添加緩蝕劑（含咪唑啉）對鐮刀灣油藏油井的防腐蝕的效果很好;

④更換抽油機降沖次、配套高分子內襯油管防偏磨起到積極作用。

【參考文獻】

【1】劉鵬剛，蒲萬芬，倪積慧.南梁油田油井腐蝕原因分析與防護措施[J].腐蝕科學與防護技術，2015，27（03）：283-287.

【2】于煥朝.薛岔作業區長6油藏井筒綜合治理研究[C]//第十四屆寧夏青年科學家論壇石化專題論壇論文集，2018.

【3】張安德，李鵬，肖月杰，等.抽油機偏磨井桿柱受力及偏磨原因的探討[J].石油鉆探技術，2004（06）：38-40.

【4】梁躍東，任剛，朱君，等.抽油機井偏磨防治技術[J].石油鉆采工藝，2003（02）：76-78+92.

【5】石明星.麻黃山南采油作業區高頻井的治理思路與對策研究[J].中國石油和化工標準與質量，2017，37（02）：33-34.