有机酸盐环空保护液在元坝海相气藏的应用

元坝海相气藏具有埋藏深、高温、高压、高含硫化氢、中含二氧化碳等特性,气井生产中硫化氢、二氧化碳的存在使环空腐蚀环境极为恶劣。针对高含硫气井环空特殊的腐蚀环境,以有机酸盐为基液,添加高效咪唑啉类抗H2S和CO2缓蚀剂、铁离子稳定剂、除氧杀菌剂、助排剂、pH值调节剂,形成一套可控密度为1.59 g/cm3、抗温160℃有机酸盐环空保护液。室内评价实验表明:有机酸盐环空保护液抗高温稳定性强、腐蚀速率远低于设计要求0.076 mm/a,杀菌能力达99%以上。应用于元坝海相气藏3口超深井,取得较好效果,其中,元坝204-1H井酸压测试累计产气量133.92×104 m3/d,试气测试过程中,环空油、套管柱均无渗漏,环空保护液对油管外壁和套管内壁起到防腐作用,确保了油套管长期安全使用。     

套管环空保护液的研究与应用

在冀东海上注水井无套压注水后,为了保护套管不受腐蚀以及井下注水封隔器能够安全起出的需要,在套管环空需要注入环空保护液。基于套管和油管的腐蚀机理和防腐机理,设计出了套管环空保护液的主要添加剂,形成了套管环空保护液的基础配方,并通过对不同类型的除氧剂、缓蚀阻垢剂和杀菌剂的优选及加量调整,研制出了适用于南堡油田海上施工的套管环空保护液。评价结果表明:该保护液的稳定性好,杀菌率大于95%,密度范围宽(1.00～1.15g/cm3),对钢片的腐蚀性低,腐蚀速率低于0.05mm/a,能在井下对套管起到保护作用。目前该保护液已在南堡油田应用3口井,现场施工顺利。     

元坝超深含硫气井防腐技术研究实践

元坝气田是世界范围内陆上气田投产作业风险最高的工程项目之一,超深、高温、高含H2S、中含CO2,经济安全防腐矛盾尤为突出。考虑经济性,采用适用性设计,模拟元坝H2S/CO2/S气田环境评价,证实国产高镍合金的抗腐蚀性能优良,设计采用4 c＋4 d国产高镍合金油管、718＋725工具组合材质方案,保证安全的同时降低了材质级别。为进一步降低完井成本,研发了电镀钨衬管和160℃无固相环空保护液。国产高镍合金管、电镀钨衬管和无固相环空保护液综合防腐技术在现场15口井应用,为元坝气田34×108m3产能建设起到了关键作用,为类似含硫气井防腐提供借鉴。     

一种适用于含硫油气田环空保护液的室内评价

为确保油层套管长期安全使用,研究开发适用于抗硫化氢油气井的环空保护液具有重要意义,形成了一种以甲酸盐溶液为基液的环空保护液体系。性能评价结果表明,该甲酸盐基环空保护液具有良好的抗腐蚀性能和杀菌能力,对油管、套管和橡胶试件的腐蚀速率很低,能够有效地保护环套管空间;由于除硫剂的加入,使得甲酸盐环空保护液的抗硫化氢能力加强,可在含硫油气田中使用。该甲酸盐环空保护液现场使用方便,密度可调范围大,为1.0～1.58g/cm3,可用于不同的井深条件;具有良好的热稳定性,抗高温能力强,可在高温深井中使用;并具有保护环境、可回收利用的特点,成本合理。     

新型环空保护液的腐蚀性研究与应用

目前,改性钻井液环空保护液、低固相环空保护液、清洁盐水环空保护液因其施工简单、方便、成本低在完井后比较常用,但普遍存在着腐蚀问题;油基环空保护液是非腐蚀性的,但单位成本高、环境污染严重,不能广泛应用。在对几种有机盐的物理特性进行比较后,选择了Weigh2和Weigh3这2种有机盐水溶液进行研究。通过金属挂片腐蚀试验、金属自腐蚀试验和应力腐蚀破裂试验以及对橡胶试样的硬度和重量影响试验,发现这2种有机盐水溶液均能达到井下管柱防腐和保护环空的目的。作为环空保护液在现场应用了6口井,效果良好,且成本合理,对环境无污染。     

高酸性气田聚合物—甲酸盐封隔液的室内实验研究

四川盆地普光、罗家寨和元坝等高酸性气田的开发是一个世界级难题。在高温、高压、高含H₂S和CO₂气井生产过程中,需要向油管与套管的环空中注入防腐能力强的封隔液来防腐,以保证油管、套管及井下工具能够安全工作。该封隔液必须抵御酸性天然气的侵入而保持防腐性能稳定,一旦与储层接触也不损害储层。为此,通过大量的室内实验,研制出了聚合物—甲酸盐盐水封隔液体系。该体系以NaCOOH和KCOOH为加重剂,体系密度可达1.45 g/cm³;用黄原胶（XC）和复配聚阴离子纤维素（PAC）来调节流变性并降低滤失量;用抗高温保护剂HTS来进一步提高聚合物的抗温能力。通过72 h的高温高压含H₂S和CO₂天然气侵入实验,评价了该封隔液对G3、N80和TP110SS等3种钢材的腐蚀防护效果,结果表明钢材的腐蚀速率均低于0.076 mm/a。结论认为：该封隔液体系具有密度范围宽、抗温性好、防腐能力强、保护储层效果佳以及能够在井下环空长期稳定等优点,具有推广应用价值。     

大庆油田采油四厂三元复合驱结垢类型研究

利用高温高压反应釜模拟普光气田的气井油套环空工况环境,研究了抗硫套管钢P110SS在环空保护液中的腐蚀规律和与镍基合金电偶腐蚀规律,并对P110SS抗硫套管的整体性能(抗挤强度、管体屈服强度和抗内压强度)进行了计算分析研究。结果表明,在无H2S/CO2条件下,环空保护液对P110SS保护效果非常好,电偶加速P110SS腐蚀的效果不显著;P110SS抗硫套管的抗挤毁强度、管体屈服强度、抗内压强度下降很小。在p(H2S)为5.0 MPa、p(CO2)为3.0MPa的条件下,环空保护液保护效果不好,P110SS腐蚀严重,腐蚀速率呈百倍增长,电偶加速P110SS腐蚀的效果显著;P110SS抗硫套管的抗挤毁强度、管体屈服强度、抗内压强度下降严重。     

普光高含硫气井环空带压风险诊断与治理

含硫气井的环空带压过高会造成井下油管、套管、封隔器超压或挤毁失效,舍H2S的气体还会造成井口套管及套管头腐蚀,降低气井生产安全系数,增大事故隐患。文中针对油管、套管、封隔器的承压强度,借鉴APIRP90（（海上油气井环空套压管理》,对环空气压来源进行了分析,探索了气井的环空压力许可值理论计算方法,指出套管高压异常井应采取环空卸压和环空保护液灌注等措施,使环空压力和环空保护液的pH值均在受控范围之内,以此指导高含硫气井服役期间的安全管理。该方法已经在普光气田进行了推广应用,对于环空压力异常井的安全管理具有重要意义。     

有机盐钻井完井液对套管油管钢腐蚀速率的影响

模拟油气田腐蚀环境,利用高温高压釜,采用SEM和EDS技术,辅以失重法,考察了常用套管油管钢P110、N80、HP13Cr以及超深井用套管钢VM140在有机盐钻井完井液中的腐蚀行为.结果表明,HP13Cr钢几乎不腐蚀,P110和VM140钢为轻度腐蚀.N80钢为中度腐蚀,随着腐蚀天数的增加,HP13Cr、N80和VM140钢的腐蚀速率都随之增大,只是HP13Cr和VM140钢的腐蚀速率增大不明显,P110钢的腐蚀速率却随之减小.     

镍磷镀油管及其配套防腐工艺

对油田注水井腐蚀严重这一情况,我厂进行了注水井井下防腐工艺技术的研究工作。镍磷镀油管及其配套防腐工艺技术,是应用镍磷镀油管减少油管的腐蚀,并用环空保护液对套管进行防腐,确保井下管柱正常工作,通过现场应用,认为镍磷镀油管可延长油管使用寿命２￣３年。镍磷镀油管防腐与环空保护相配套,可有铲地防止注水井油套管的腐蚀。特别对于分注井井下管柱,该工艺的使用可减少井下事故的发生,保证了注水井正常工作,提高了注水     

污水回注井套管保护液防腐技术研究与应用

针对污水回注井套管内壁、油管外壁腐蚀结垢严重的问题。采用腐蚀挂片、多臂井径仪测试腐蚀速率及程度,并研究复配套管复合保护液通过污水回注井油套环形空间添加保护液,在油管外壁、套管内壁表面形成保护膜,减少腐蚀介质与金属接触的机会,达到延缓污水回注井油管和套管腐蚀的目的。     

普光高酸性气田环空保护液的研制与应用

研制的无固相体系的环空保护液是以有机酸盐为基液,添加抗硫缓蚀剂、杀菌剂和除氧剂调配而成。现场应用结果表明,该环空保护液体系密度调节范围广,达1.00～1.30 g/cm~3,可满足不同井深条件下的需要;溶液热稳定性好,抗高温能力强,可适合高温条件下的需要;pH为9.5～12,易于调节,不易引起金属腐蚀(碳钢腐蚀速率≤0.076 mm/a),可起到良好的环空保护作用;地层伤害率较低,对环境无污染,且成本合理,能够确保油套管长期安全使用,适宜在含硫油气藏推广应用。     

注水井套管软密封保护技术

针对注水井环空油套管腐蚀严重的问题,在油管套管环空的某一指定位置使用化学剂形成一个环状粘弹性密封塞,注入适合本油田的防腐剂和杀菌剂作为套管保护液,对油套环空起到良好的保护作用。该技术的应用解决了污水回注井油套环空的防腐问题,降低了油套环空的腐蚀速度,延长了油套管使用寿命。     

元坝长兴组完井管材腐蚀评价及优选

川东北元坝气田恶劣的腐蚀环境给完井材料的选择带来了极大困难。本文介绍了10种镍基合金(国产、进口、4c类及4d类)在H2S/CO2/S气田环境中的抗SCC、失重腐蚀性能。研究结果表明国产镍基合金与进口产品相比具有同样良好的抗腐蚀性能,其中国产G3材质能够满足元坝160℃的抗腐蚀性能要求,即使在10g/L元素硫条件下也未发生严重的局部腐蚀。而4c类材质在3g/L元素硫条件下未发生严重的局部腐蚀,但在10g/L元素硫条件下腐蚀严重。基于以上研究成果,借鉴类似气藏的选材经验,国产4c类和4d类材质分别在元坝103H井油层套管和油管中得到应用。     

东方1-1 气田高温高压下封隔液抗CO2 腐蚀研究

东方1-1 气田中深层属于高温高压气藏且天然气中CO2 含量较高,在完井作业过程中需要加入封隔液以保持油管与套管间的液柱静压力,同时还要防止CO2 气体窜漏而进入环空,加剧对油管、套管的腐蚀。为了确保井筒的长期安全,开展了在模拟东方1-1 气田腐蚀环境下,不同盐水封隔液体系对13Cr 和13CrS 两种油管材质的腐蚀程度研究。结果表明:高温高CO2 分压下,密度为1.46 g/cm3 甲酸盐封隔液对13Cr 材质的腐蚀严重,极易发生腐蚀穿孔;由HLTC 复合盐配制的封隔液对13Cr 的腐蚀程度明显小于甲酸盐封隔液,对13CrS 腐蚀更小,其腐蚀速率均小于0.076 mm/a,可以满足井筒的长期安全要求, 具有进一步推广价值。     

阿姆河右岸B区块巨厚盐膏层固井技术

土库曼斯坦阿姆河右岸B区块上侏罗统启莫里阶组地层分布有900～1200m巨厚盐膏层,在钻井和开发初期发生了盐膏层段井径变化大、盐岩的塑性流动、挤毁套管等复杂情况,给钻井和固井施工带来了严重的威胁。在分析盐膏层特点和固井难点的基础上,采用了以下针对巨厚盐膏层的固井工艺技术:①优化套管强度;②检测和控制盐膏层蠕变速度,采用欠饱和盐水水泥浆体系,提高套管的居中度以及根据上层339.7mm套管鞋处地层承压情况,结合环空液柱组合优化注水泥施工参数,在井下不漏失的情况下实现大排量顶替,从而提高顶替效率。以San-21井的巨厚盐膏层固井施工为例,第一级固井采用抗盐两凝欠饱和盐水水泥浆体系;缓凝水泥浆密度设计为1.94g/cm3,封固井段为2267～2800m,快干水泥浆密度设计为1.97g/cm3,封固井段为2800～3614.92m;盐膏层厚1138m,固井质量优良。     

高温高酸性回注井环空保护液复配实验研究

为复配出适用于高温高酸性回注井的环空保护液,通过室内实验评价添加剂的作用效果以及添加剂间的兼容性和协同作用,优选出适用的缓蚀剂、除氧剂、杀菌剂,确定添加剂最优加注浓度,最终形成环空保护液复配方案,并利用高温、高压釜模拟酸气回注井井筒工况,评价环空保护液的防护效果。结果表明：在由HS-2咪唑啉类缓蚀剂、无水亚硫酸钠除氧剂和SJ-3杀菌剂复配形成的环空保护液中,P110SS套管的腐蚀速率从0.843 mm·a^-1降为0.071 mm·a^-1,防护效果优良。研制的环空保护液具有杀菌、除氧、缓蚀功能,可为高温高酸性回注井井下管柱的防护提供技术保障。     

吐哈油田注水井环空保护技术研究与应用

测定了注水井环空保护液的腐蚀速率、铁细菌、硫酸盐还原菌和腐生菌的个数。研究了环空保护液各种药剂浓度对腐蚀速度的影响,结果表明A药剂和B药剂的浓度对丘陵清水、温米清水、吐鲁番清水、温米污水及部善污水腐蚀速度影响明显,浓度愈高,腐蚀速度愈小;当其他药剂的浓度为标准值时,C药剂和D药剂的浓度对温米清水的腐蚀速度影响均不大。研究了温米清水腐蚀速度与挂片时间的关系。现场挂片试验表明：环空保护液性能可以很好地保护套管。对于清水井,建议投加环空保护液。在投加环空保护液后,环空腐蚀速度远远小于油管内腐蚀速度。     

大涝坝气田油管腐蚀原因分析及治理对策

大涝坝凝析气田油管在生产中多次出现腐蚀穿孔而报废,严重影响了该气田的安全生产。为找出该气田油管腐蚀失效的原因及其影响腐蚀的因素,有针对性地防治油管腐蚀,首先分析了该气田油管的腐蚀规律及油管腐蚀形貌特征,结合该气田生产介质和运行工况,进行了P110、13Cr和HP13Cr等3种材质油管的模拟腐蚀试验,分析了温度、CO2分压、Cl-质量浓度、流速等因素对油管腐蚀的影响程度。结果表明:对腐蚀程度影响最显著的是温度,流速和CO2分压次之,Cl-质量浓度较弱;油管腐蚀最严重的井段(600～2500 m)是在温度90 ℃、CO2分压0.19～0.37 MPa条件下,CO2腐蚀、流体冲刷腐蚀和缝隙腐蚀共同作用下造成的。同时分析了丝扣类型和环空保护液对油管腐蚀的影响,认为偏梯型扣的FOX螺纹油管较梯形扣EUE螺纹油管抗腐蚀性强,CT/TPK-2型环空保护液能有效防止油管外壁发生腐蚀。提出采用“封隔器+环空保护液+13CrFOX螺纹油管+P110 EUE螺纹油管”的完井方式防治油管腐蚀,腐蚀最严重的600～2500 m井段选用13CrFOX螺纹油管。      

元坝103H超深井水平段钻井液技术

元坝103H井是四川盆地川东巴中低缓构造带的一口重点超深水平井。为满足元坝103H井五开水平段施工,室内对护胶剂、降滤失剂和润滑剂进行了评价优选,在此基础上形成了聚合物钻井液体系,并进行了综合性能评价。元坝103H井五开水平段施工过程中,钻井液的密度选择合适,能够降低黏附卡钻的风险,保证井控安全;钻井液的膨润土含量维持在2%~2.5%之间,体系抗温性能稳定;固、液高效润滑剂的协同作用,保证了体系良好的润滑性和钻进过程中的低摩阻;钻井液处于弱紊流的流型,有效解决了低排量下大环空的井眼清洁问题。现场应用结果表明,该聚合物钻井液体系综合性能稳定,抗温、抗污染和润滑效果显著,能够满足四川元坝地区超深井水平段的钻井需要。