高含水油井井口密封失靈的原因分析與管理措施
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摘 要：本文針對老油田進入開發中、后期含水上升導致油井井口密封失靈的各種原因，進行了細致的分析和研究，提出今后的管理措施與方法，對癥下藥，達到節約成本，降低耗損，環保生產的目的。
關鍵詞：含水；密封失靈；原因分析；措施
1 井口密封裝置與密封方式
目前長慶油田采用填料式機械密封裝置，其構件主要由填料盒（盒內為“V”型）、錐形填料（加硫橡膠+帆布襯里）、填料壓蓋組成。其密封方式為：將錐形填料加入填料盒與光桿表面所形成的組成的環型空間，依靠填料壓蓋與填料盒之間的螺紋連接將錐形填料壓緊，形成光桿表面、填料、填料盒三者之間的動、靜密封點。如果密封點遭到破壞，即便是比較輕微的破壞，采出液則會在井口壓力作用下發生不同程度泄漏。
2 影響因素分析
2.1 物理影響因素
2.1.1 光桿
一是光桿表面粗糙度達不到要求，由于各種原因，沒有采用標準制式光桿，采用了同等規格的抽油桿代替。二是光桿彎曲或變形，在井下作業過程中，由于放置不當或遭到物理損傷，導致光桿變形。三是光桿局部通徑變小，在比較頻繁的功圖測試、調整工作參數等作業中，光桿某一部位表面金屬電鍍層受到破壞。
2.1.2 錐形密封填料與光桿對中
理想狀態下，密封填料隨著使用時間而逐漸磨損，最終不能使用，但在生產過程中，大多數油井對中率等原因達不到理想值，光桿不與填料盒同心導致錐形密封填料某一方向發生偏磨，密封點過早遭到破壞。
2.1.3 物理結垢
在生產過程中，采出液中硅土、泥沙等物質以微小顆粒的形式懸浮于水中，極易附著于光桿表面，另外溶解與水中的鹽類礦化物析出，也以顆粒的形式附著于表面，促使光桿表面粗糙度迅速上升，密封點失效速度加快。
2.2 化學影響因素
水是極強的溶劑，對大多數無機物和有機物都有極強的溶解度，采出液中隨著含水的增加，溶解于水中的硫酸根離子、碳酸根離子以及少量的鐵離子、鈉離子、鉀離子、鎂離子、鋇離子等也隨之增加，并能生成諸如硫酸鈣、碳酸鈣、硫酸鋇等懸浮物，且含有少量溶解氧、二氧化碳、硫化氫等氣體，其次硅土、泥沙等物質以微小顆粒的形式也可懸浮于水中，上下摩擦導致光桿腐蝕。
2.2.1 O2對光桿的腐蝕
生產中，光桿被帶出井筒暴露在空氣中，采出水中所溶解的Fe2+與）O2結合發生反應生成Fe2O3紅色鐵銹或針鐵礦FeOOH，密封盒內部，FeOOH還可與Fe2+結合生成Fe3O4腐蝕產物，會對光桿表面產生銹蝕。
2.2.2 CO2對光桿的腐蝕
在生產中，光桿被帶出井筒暴露在空氣中時，采出水中所溶解的Ca2+、Fe2+等離子與空氣中的CO2在一定條件下可生成CaCO3、FeCO3腐蝕垢污附著于光桿表面，同時采出液中的CO3和HCO3-還可與Ca2+、Mg2+發生反應，生成CaCO3、MgCO3沉淀或附著于光桿表面，光桿表面銹蝕嚴重。
2.2.3 菌類對光桿的腐蝕
長慶油田大多數油井采出液中含有大量的硫酸鹽還原菌（SRB）、鐵細菌（IB）、硫細菌等菌種，這些菌種中硫酸鹽還原菌最具代表性，在生產現場，其又被稱為噬鐵菌，硫酸鹽中的SO42-長存在于地層水中，當開采生成的新環境有利時就會在井筒內與金屬反應大量繁殖，產生腐蝕，被帶出地面，溫度、壓力進一步變化，金屬腐蝕加劇。
3 管理措施
采油井口光桿密封填料盒是一種保證在油井采油過程中防止采出液泄漏的井口裝置，它與光桿之間通過盤根形成動、靜密封點，在生產過程中，混合于采出液中的腐蝕性介質極易對金屬材質的光桿表面造成腐蝕性坑洼，從而破壞光桿與密封材料之間的密封性。根據統計，含水超過40%以上的油井都有井口密封材料使用壽命縮短或由于光桿表面不平整容易導致密封失效的現象，針對油井井口填料加不住的問題，要對癥下藥，提出切合實際，治理效果明顯的管理辦法和措施。①采用標準制式光桿，在生產過程中，井口卸載等工作不應使用早期的卡盤、卡瓦工具，而應采用目前推廣使用的井口方卡子工具，以此來減少光桿表面物理傷害。做好井口對中工作，避免填料與光桿發生偏磨。一旦發現光桿表面腐蝕嚴重，粗細不均，彎曲變形等問題應及時更換；②分析采出液成分，建立化學藥劑添加制度，對癥添加種類不同的緩蝕劑、殺菌劑、除氧劑等藥劑，從源頭上控制腐蝕速度；③對腐蝕嚴重的出水層位下封隔器封死，并在封隔層段注入緩蝕劑，達到延長井下工具使用壽命，減輕座封井油、套管承受高壓變形的目的。
4 結論
隨著老油田油田開發進入中、后期，油井含水上升，治理油井井口非常規泄漏，要上升到環境保護，安全生產的管理高度。需要大家一起想辦法，找思路，利用現有資源開展群眾性的技術革新工作，解決生產難題。同時加大改造投入，協調好井筒加藥與地面工藝流程加藥工作，避免二次投入造成不必要的浪費。
參考文獻：
[1]張西明，李軍，張新發.長慶油田小套管的腐蝕與防護[J].腐蝕科學與防護技術，200416（1）：59-61
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