油井套管外防腐牺牲阳极分布优化技术研究

来源 :西安石油大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wudifeng20008
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针对长庆油田长期以来油水井套管腐蚀严重问题,通过水文地质和洛河层水腐蚀研究、侧钻井的拔出套管分析和固井工艺研究,明确了长庆陇东、吴旗和安塞等油田的洛河层主要腐蚀机理、特别是进行了西峰油田洛河层的外腐蚀速率的预测计算。洛河水在含H2S条件下碳钢腐蚀率随温度分压升高而升高,洛河宜君层含有SO42-又含有硫酸盐还原菌(SRB),SRB最终以H2S方式腐蚀钢材。另外,点蚀是该层水腐蚀的又一特征,由于大量Cl-的存在,一旦腐蚀开始,Cl-迁移速度快,原子半径小,极易造成在钢材金相组织缺陷不均衡位置的破坏,这也是套管穿孔的根源。点蚀速率变化1.2mm/a~2.4mm/a,点蚀的存在,导致管材采用加厚的方法往往失效。试验分析表明,西峰地区洛河宜君组埋藏深度大,原始地层压力较高,洛河水动用程度低,CO2分压远高于0.021MPa。在地层压力条件下CO2将溶解成弱酸性气体,产生氢去极化腐蚀,是该区腐蚀的主要因素之一。通过防腐工艺先导性试验研究及论证,提出了套管防腐解决方案——采用环氧冷缠带锌阳极工艺技术。通过试验得出锌阳极在NaHCO3水型条件下易产生钝化,工作电位将正移,输出电流下降,而在Na2SO4和30%NaCl的介质中,性能良好。所以锌阳极的选材是十分必要的。套管锌牺牲阳极井下应用条件是下入非NaHCO3水型中,温度不超过50℃,对应井深1500m~1600m。同时在计算试验的基础上建立井下阳极分布设计的三种类型模型。在该工艺的全面配套建设中形成了年生产400口井防腐套管生产线,为西峰油田今后大规模开发提供了技术支持。通过起出4口井防腐套管证明防腐效果十分良好;通过电位检测验证保护电位达标,满足了不同井深条件下套管寿命大于20年的防腐工艺要求,可有效延长油水井套管寿命3倍,其经济效益巨大。
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