單14塊碳纖維抽油桿腐蝕治理研究與應(yīng)用

安源

摘 要：隨著油田進(jìn)入深入開(kāi)發(fā)階段，油水關(guān)系復(fù)雜，部分油井井筒腐蝕結(jié)垢、管桿偏磨現(xiàn)象突出，而這類(lèi)油井在進(jìn)行防治措施時(shí)往往僅從單一方面考慮問(wèn)題，或進(jìn)行單獨(dú)的抗磨副偏磨治理，或進(jìn)行單一的陰極保護(hù)器腐蝕治理。單14塊目前就面臨這一問(wèn)題，常規(guī)的工藝措施已經(jīng)不能適應(yīng)該區(qū)塊目前的復(fù)雜情況。為保證油井正常生產(chǎn)，采用井下防腐、防偏磨配套工藝成為必不可缺的手段。

關(guān)鍵詞：腐蝕；碳纖維；綜合配套

1區(qū)塊現(xiàn)狀

1.1地質(zhì)概況

單14塊東與單18塊相鄰、西北與單6塊接壤，南靠濱南大斷層與濱南油田相鄰，構(gòu)造位置位于東營(yíng)凹陷與濱縣凸起之間的過(guò)渡帶。目前本區(qū)塊鉆遇沙三上、沙三中、沙三下、沙四上四套含油層系，主要含油層系沙三下、沙四上。

單14塊沙四段儲(chǔ)層為半深湖相沉積，巖性比較細(xì)，以細(xì)砂巖、中砂巖為主，泥、灰質(zhì)膠結(jié)，分選系數(shù)1.64，粒度中值0.17mm。

該塊沙四段取芯井單14-20井，化驗(yàn)分析孔隙度樣品49塊，滲透率48塊，殘余油水飽和度2塊，碳酸鹽含量15塊。巖芯分析沙四段平均孔隙度為20.9%，平均滲透率53.4×10-3um2，平均殘余油飽和度41.1%，碳酸鹽含量3.1%，泥質(zhì)含量2.4%。依據(jù)17口多功能測(cè)井資料，沙四上平均孔隙度18.9%，平均滲透率為86.2X10-3um2，平均泥質(zhì)含量17.1%。

單14塊沙四上地面原油密度0.9169-0.852g/cm2，平均0.8904g/cm2；地面原油粘度576.7-8mpa.s，平均粘度149.8mpa.s；凝固點(diǎn)13-30℃，平均22.6℃。原油性質(zhì)平面變化不大，而縱向上變化較大。該塊沙四上地層水總礦化度是95714mg/l，Cl—含量57799.8mg/l，水型為CaCl2。

1.2開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

該區(qū)塊經(jīng)歷了三個(gè)開(kāi)發(fā)階段：1994年1月-1997年4月為彈性開(kāi)發(fā)階段；1997年7月-2006年2月為注水開(kāi)發(fā)階段；2006年2月-目前為細(xì)分層系注水開(kāi)發(fā)階段。2006-2007年針對(duì)根據(jù)單14塊生產(chǎn)中各砂層組層間矛盾突出的問(wèn)題，對(duì)單14塊進(jìn)行了細(xì)分層系調(diào)整。目前區(qū)塊主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）儲(chǔ)層見(jiàn)水，出水層位認(rèn)識(shí)不清。隨著開(kāi)發(fā)的不斷深入，原油的含水率不斷上升，實(shí)施產(chǎn)液調(diào)整是實(shí)現(xiàn)有效開(kāi)發(fā)該油藏的重要手段之一，但是由于該區(qū)塊細(xì)分層系開(kāi)發(fā)后，油井出現(xiàn)了單向見(jiàn)水，且趨向多層見(jiàn)水，層間矛盾逐漸加大，由于出水層位認(rèn)識(shí)不清，嚴(yán)重制約了找堵水技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)措施效果。

（2）腐蝕加劇，管桿泵狀況日趨惡化。該區(qū)塊產(chǎn)出液水型主要為CaC12型，總礦化度為（7.412～14.671）×104mg/L，陽(yáng)離子主要是：Ca2 +、Na+、Mg2 +，陰離子主要是：C1-、SO42-、HCO3-，PH值在5.7～8之間，產(chǎn)出液造成管桿腐蝕嚴(yán)重。油井管桿偏磨不僅僅是兩種金屬因摩擦產(chǎn)生的磨損，還包含有許多電化學(xué)腐蝕的原因，特別在含水較高的油井中由于地層產(chǎn)出水礦化度高，使油管和抽油桿始終處于一種強(qiáng)電解質(zhì)中。油管、抽油桿、抽油桿接箍等不同材料的金屬在地層液的強(qiáng)電解質(zhì)中，產(chǎn)生電化學(xué)腐蝕。由于抽油桿接箍的材料相對(duì)抽油桿、油管不同，使抽油桿接箍成為電化學(xué)腐蝕的陽(yáng)極被腐蝕，其機(jī)械性能大幅度下降，而使磨蝕速度加快。統(tǒng)計(jì)2014年腐蝕躺井33口，較2012年的26口上升了26.9%，腐蝕狀況明顯加劇。

（3）工藝單一，治理措施單打獨(dú)斗。隨著油田進(jìn)入深入開(kāi)發(fā)階段，油水關(guān)系復(fù)雜，部分油井井筒腐蝕結(jié)垢、管桿偏磨現(xiàn)象突出，而這類(lèi)油井在進(jìn)行防治措施時(shí)往往僅從單一方面考慮問(wèn)題，或進(jìn)行單獨(dú)的抗磨副偏磨治理，或進(jìn)行單一的陰極保護(hù)器腐蝕治理。統(tǒng)計(jì)2011～2014年間經(jīng)過(guò)治理的油井，由于治理工藝單一出現(xiàn)再次躺井的井?dāng)?shù)為46口，占治理井?dāng)?shù)126口井的36.5%。常規(guī)的工藝措施已經(jīng)不能適應(yīng)該區(qū)塊目前的復(fù)雜情況。

2配套模式

為保證油井正常生產(chǎn)，采用井下防腐、防偏磨配套工藝成為必不可缺的手段。碳纖維連續(xù)抽油桿具有質(zhì)量輕、抗拉強(qiáng)度大、耐腐蝕等特點(diǎn)，在油井應(yīng)用能夠具有深抽提液、桿柱防腐延壽技術(shù)優(yōu)勢(shì)，是動(dòng)用深井、腐蝕井油氣資源的有效手段之一。因此，為了延長(zhǎng)碳桿舉升有效期、更好發(fā)揮碳纖維抽油的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，選取濱南采油廠單14塊開(kāi)展碳纖維抽油桿腐蝕老化性能評(píng)價(jià)研究，形成適用于單14塊的碳纖維連續(xù)抽油桿應(yīng)用配套模式。管柱配套模式：①長(zhǎng)沖程抽油機(jī)配碳纖維連續(xù)桿及大直徑防腐加重桿（38/42）、防腐抽油泵； ②長(zhǎng)沖程抽油機(jī)配碳纖維連續(xù)桿及泵下加重防腐抽油泵、加重桿。上述兩種防腐配套模式基本解決了泵上桿柱腐蝕的問(wèn)題。

3現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

截止2017年底在單14區(qū)塊等等腐蝕區(qū)塊實(shí)施6口井，首口井超原生產(chǎn)周期660天，其他5口井正常生產(chǎn)，單井日增液7.0t，日增油0.8t。

應(yīng)用井例：濱南S14-9井產(chǎn)出液礦化度達(dá)61535.23mg/l，之前因腐蝕停井，之前平均檢泵周期180天。更換碳纖維連續(xù)抽油桿試驗(yàn)，實(shí)施措施后作業(yè)一次，發(fā)現(xiàn)篩管結(jié)垢，碳桿未出現(xiàn)問(wèn)題，原井繼續(xù)使用，周期為851天，較之前延長(zhǎng)了660天，百米噸液耗電降低0.17KW.h/100m，桿的作業(yè)頻次降低1.36次，年減少占井周期14天，年節(jié)約費(fèi)用21萬(wàn)元。

4結(jié)論讓認(rèn)識(shí)

1、碳桿桿體耐久、偏磨性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)表明，碳桿可以在油井環(huán)境中長(zhǎng)期使用；

2、在防腐治理時(shí)應(yīng)整體考慮、綜合配套，配套防腐泵、防腐型包覆加重桿等技術(shù)，充分發(fā)揮碳桿防腐延壽的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

3、項(xiàng)目實(shí)施期間應(yīng)用6口井，平均日增液7.0m3/d、日增油0.8t，且繼續(xù)有效運(yùn)行，防腐效果顯著。

參考文獻(xiàn)

[1]張琪，采油工程原理與設(shè)計(jì)，2000