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注水井轉大修原因與預防

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  摘 要:本文通過對比分析作業大隊2012年至2017年施工的平方王油田46口注水井大修經驗與做法,探討了造成注水井轉大修的主要原因。論文通過典型井例介紹,詳細分析闡述了因管柱腐蝕與結垢造成注水井轉大修的原因和機理,并針對原因分析提出了自己的見解與建議。
  關鍵詞:水井;大修;預防原因;措施
  1 課題背景
  平方王油田構造復雜,儲層物性差異較大。在注水開發過程中長期回注不合格的污水,不僅對油層造成的傷害,也造成的大修工藝的復雜化,修井周期長,難度大,成功率低。該油田除了因套管破損、變形、錯斷造成水井故障外,其中37口是因管柱腐蝕、結垢造成停注轉大修,占修井總數的80.4%。由此可見,管柱腐蝕、結垢是造成停注轉大修的主要原因。
  2 目的意義
  在油田的各種設施中,注水井對于油田的穩定和高效生產具有十分重要的意義,然而水井的腐蝕現象卻非常普遍。這些注水井長期與水,尤其是富含各種雜質的油田污水接觸,從而面臨更多的腐蝕威脅。通過對平方王油田各井施工經驗總結和統計驗證分析資料數據,對比查找各類型井的內在規律和原因,優化工藝和措施,現場施工驗證,不斷總結改進,為該油區的合理開發及治理提供可靠依據。使其有效縮短修井周期,提高打撈成功率,減少報廢井。
  3 注水井轉大修原因分析
  平方王油田是開發近四十年的老油田,油田構造復雜,儲層物性差異較大。在注水開發過程中長期回注不合格的污水,增加了中、低滲透油藏的注水難度,導致部分水井注水壓力升高,同時也對油層造成了傷害。加上管理和技術手段的相對滯后,致使注水井大量帶病注水,甚至造成停注轉大修。經統計分析1996年至2006年XX作業大隊作業X隊在平方王油田施工的46口水井資料,主要歸納為以下幾種轉大修類型:一是油管腐爛銹蝕造成的管柱落井,二是多見于分層配注井的垢卡管柱,三是套管破損、變形或錯斷。
  3.1 腐蝕原因造成的水井大修
 ?、僮⑷胱⑺乃型ǔ:幸欢康穆然锖土蛩猁},這些物質會對管材有不同程度的腐蝕作用,金屬管材在受到腐蝕后,產生的主要是可溶物,這些可溶物對于管材后續遭到腐蝕起不到任何屏蔽作用。同時,注入水中的氯離子等活性離子還會繼續破壞管材表面上已有的鈍化膜或其它保護膜。這些一系列反應,會使得被破壞的部分成為原電池反應的陽極,而未被破壞的部分就成為陰極,電池反應會讓已經被腐蝕的地方腐蝕更為劇烈,產生點蝕,長期下來會導致管材局部的穿孔;
 ?、谧⑷胨腥芙鈿怏w導致的化學腐蝕。在平方王油田,大多是將含油污水經簡單處理后直接送入注水系統。但是污水中所含有的溶解氧、硫化氫或二氧化碳等腐蝕氣體,在條件適合的情況下,很容易對注水管材及套管產生腐蝕。例如二氧化碳的存在會使污水的pH值產生明顯的下降,使系統的酸性腐蝕更為顯著;
 ?、墼谠S多注水井中因為硫酸鹽還原菌(SRB)的存在,產生十分典型的硫化氫腐蝕現象。這類細菌有很多種,生存的范圍也比較廣,常見是在溫度為30°-35°,pH值為5.5-9.0左右的環境中活動。這種細菌不僅可以還原硫酸鹽產生硫化氫,使水中的硫化氫含量提高,令水質惡化變為“黑水”,而且可以在水中產生FeS等物質堵塞和破壞管材,從而對注水管材產生綜合性的破壞。因此,抑制SRB的繁殖也成了注水井防腐蝕的一個重要環節。
  3.2 結垢引起的管柱卡
  油田垢產生的最根本的原因是由于注水井的注入水組成復雜—由于該油田長期使用處理并不是很好的污水,在不同的環境中會發生各種不同的物理和化學變化。具體原因是:一些離子結合后會形成在水中不溶、難溶和微溶的物質,這些物質都很容易成為積累的水垢,也就是鹽類垢。這種結垢現象最為頻繁也最具代表性和危害性。
  4 預防措施及結論
  預防措施:分析了以上各種水井大修的原因,根據不同井況選擇不同的施工方案,有利于修井成功。然而,通過分析、查找原因來確定切實可行的預防措施是當務之急。
 ?、俑纳谱⑷胨|。加大投入,科學規劃,逐步提高注入水合格率,降低對水井的侵蝕;
 ?、趶娀芾?,認真實行定期洗井制度。由于注入水中含有溶解氣、氯化物、硫酸鹽、硫酸鹽還原菌以及其它雜物,特別是SRB在流動的水中生長受到抑制,但在靜態水質中細菌腐蝕產物的生長迅速。目前,基本采用正注水方式,油套環空水質流動性差,特別是分層注水的井,環空水質處于“死水”狀態,為細菌的腐蝕提供了較好的環境,因此,通過定期洗井,可沖洗出井筒內的大量污物,減少腐蝕環境;
 ?、墼O計完井時適當增加水泥返高,可減少水井套破、套變的發生。
  5 結論
 ?、俜謱幼⑺a生垢卡的可能性比較大;
 ?、谒牧魉贂黠@地影響結垢的趨勢和SRB細菌的腐蝕速度;
 ?、鄹纳扑|,定期洗井可有效減少和防止水井大修的發生;
 ?、芙⑼晟频挠凸荑b定和管理體系,嚴把材質關,杜絕劣質油管入井,確保水井安全。
  參考文獻:
  [1]張百龍,王振華,張系斌,等.石油套管研究情況概述[M].石油機械,1987,15(4).
  [2]劉合.油田套管損壞防治技術[M].北京:石油上業出版社,2003.
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