段六拨油田套损腐蚀机理及预防对策研究

步宏光　林莉莉　张新华（大港油田公司采油工艺研究院，天津　300000）

段六拨油田套损腐蚀机理及预防对策研究

步宏光林莉莉张新华（大港油田公司采油工艺研究院，天津300000）

随着段六拨油田不断开发，目前进入开发中后期，套损情况愈发严重，不仅影响油田的稳产，而且还造成注采井网的不完善，给油田区块的整体开发带造成不利影响。本文通过对段六拨油田套损类型、套损名义寿命、套损深度及套损层位等方面进行套损套变规律统计，找出相应规律。结合段六拨油田地质开发特点，研究发现段六拨油田套损套变主要原因是固井质量差造成水窜入泥岩层诱发泥岩水化引起套损套变，加之腐蚀因素的影响造成套管寿命降低，加剧套管损坏。同时，针对套损套变原因制定一系列相应套损预防对策，为油田套管保护提供有利依据。

套管损坏；腐蚀；机理；预防对策

段六拨油田位于段六拨背斜构造北翼，构造较简单、为断层夹持的断阶式东西向断鼻构造，为构造-岩性油藏，油层埋藏较深（油层埋深2880～3540m），储层物性较差（储层平均渗透率34.9×10-3μm2，平均孔隙度15.9%，为中孔低渗油藏），含油层系多（由上至下依次为沙三段、孔一段枣0-枣3油组）。

截止到2015年底，段六拨二区套损井34口，其中套损油井21口，套损水井13口，套损油井共损失套损点以下油层1813.5米/529层，剩余未射油层145.7米/69层，套损日趋严重，套损的发生严重影响了该油田的开发效益。因此，需要找出段六拨二区套损主控因素及套损机理，并制定相应预防对策，提高该油田油水井的寿命，改善开发效果。

1　套损井套损特征分析

1.1套损类型

通过对段六拨二区34口套损井的套损类型的统计，该油田套损以套漏为主，占套损类型井的47%；套漏是腐蚀引起套损的典型特征；其次是缩径（见表1）。

表1　套损类型统计

1.2套损层位及深度分布

1.2.1套损层位分布

通过对16口套漏井对应层位主要集中沙三段和孔一段（见表2）。

表2　套漏井对应层位统计

1.2.2套损深度分布

通过对16口套漏井对应深度主要集2500～3000米。（见表3）

表3　套漏井对应深度统计

2　套损主控因素研究

通过对套漏的16口完钻井套损点的统计，套损点都不在套管的接箍处，同时参考部分井的40臂测井解释，可以明确以上的16口井都是受腐蚀引起的套漏。

2.1腐蚀产物分析

采用取腐蚀油管的外壁进行分析，确定腐蚀产物的组成，现场取了D38-48井的油管进行了XRD（见图1）和EDS（见图2）的分析结果如下：

图1　D38-48油管腐蚀产物XRD图谱　

图2　D38-48挂片腐蚀产物EDS图谱

从以上现场水挂片腐蚀产物分析可知，腐蚀产物中除含有Fe3O4、Fe2O3外还存在FeS［1］。

2.2腐蚀介质分析

通过对产出液和注入水的分析，该油田普遍存在氯离子，同时含量较高，基本上在10000mg/L以上；段六拨二区的腐蚀介质中都或多或少的含有单质硫，而单质硫的存在可能会对腐蚀造成影响

2.3腐蚀机理分析

段六拨二区的腐蚀介质水质分析可知，腐蚀阴离子主要是Cl-，同时含有S单质。同时腐蚀产物的XRD、EDS分析可知，腐蚀产物大部分为Fe2O3、Fe3O4、FeCO3、FeS等［2］。通过以上分析，该油田的腐蚀机理如下：

①Cl-腐蚀

由于氯离子半径小，穿透能力强，故它最容易穿透氧化膜内极小的孔隙，到达金属表面，并与金属相互作用形成了可溶性化合物，使氧化膜的结构发生变化，金属产生腐蚀。

②单质硫腐蚀

表4　段六拨二区腐蚀介质单质硫含量

从表4中数据可知，所选择的腐蚀介质中都或多或少的含有单质硫，而单质硫的存在可能会对腐蚀造成影响。

从段六拨二区的腐蚀介质水质分析可知，腐蚀阴离子主要也是Cl-，还有少量的CO32-、HCO3-，单质S，同时，现场腐蚀产物为Fe2O3、Fe3O4、FeS等。在其腐蚀机理主要为：Cl-腐蚀、单质硫腐蚀腐蚀作用下，套管壁将逐渐变薄（整体或局部），套管强度随之降低，在外力作用下套管更易损坏［3］。

3　预防措施

通过对套漏点的统计分析，基本明确该油田套漏主要是受腐蚀引起的套变，通过对腐蚀产物和腐蚀介质的分析，结合理论推导，该油田主要是受单质硫引起的腐蚀。结合对目前防腐措施的技术调研，新井主要采取内涂层套管；老井目前主要采取加入化学药剂和电化学防腐。

4　结语

通过对套损井的基本情况统计分析，结合室内实验评价，完成了段六拨油田套管损坏机理及预防对策研究，形成了以下的结论和认识：

（1）段六拨二区套管腐蚀较严重，引发腐蚀主要是氯离子和单质硫；

（2）对于段六拨二区，套管腐蚀较为严重，对于新钻井应采用具有防腐功能的套管，根据技术调研，推荐采用内涂层的套管。

［1］毛克伟.油水井套管腐蚀原因与防腐措施［J］.石油钻探技术.1996；24（1）：:32-33.

［2］黄毓林.套管腐蚀的预防及治理工艺技术［J］.石油钻采工艺，1995；17（2）:75—78.

［3］李臣等.秦家屯油田油水井套损原因分析［J］.科学技术与工程.2012.12（12）

步宏光（1979-），高级工程师、2002年毕业于西安石油学院化学工程专业、2008年获得俄罗斯国立石油天然气大学硕士学位、从事钻完井工艺及套损套变研究工作、天津市大港油田采油工艺研究院。