【摘 要】
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文昌油田ZJ1-4油组饱和压力为11MPa,CO2含量范围在79%～81%,目前各井含水率均在85%以上。油井9-5/8"生产套管材质采用1Cr+13Cr+1Cr的分段组合管柱结构,在生产过程中由于井筒压力低于饱和压力导致脱气现象的发生,因此为了减小电潜泵生产受气体的影响,在封隔器上加装放气阀,能够有效解决泵效偏低的问题,且持续稳定生产,但采油井上部的1Cr材质套管将处于高气油比、高CO2的气液双
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文昌油田ZJ1-4油组饱和压力为11MPa,CO2含量范围在79%～81%,目前各井含水率均在85%以上。油井9-5/8"生产套管材质采用1Cr+13Cr+1Cr的分段组合管柱结构,在生产过程中由于井筒压力低于饱和压力导致脱气现象的发生,因此为了减小电潜泵生产受气体的影响,在封隔器上加装放气阀,能够有效解决泵效偏低的问题,且持续稳定生产,但采油井上部的1Cr材质套管将处于高气油比、高CO2的气液双相的腐蚀环境中,造成一定腐蚀风险。因此有必要研究井筒的不同井段气液分布特征及腐蚀环境,通过腐蚀评价实验和井下挂环检测,分析该油田上部1Cr材质套管的腐蚀风险,结合腐蚀发展模式和预期,评估材质剩余寿命,制定科学合理的井筒腐蚀防控措施,以保障油田正常平稳生产。经过分析,井筒生产套管与油管之间的环空形成上部的湿气相、中部湿液交替和下部全液相腐蚀环境,并针对不同的环境特征进行室内模拟实验研究。研究结果表明:上部湿气相环境中含有高CO2和水蒸气,1Cr材质套管整体表现为全面腐蚀。湿气相CO2井深波动范围为0～585m,温度波动范围为36～52℃,脱气期间流速波动范围为0.6～2m/s,平均流速在1.3m/s,腐蚀速率约为0.046mm/a,在服役期内无腐蚀失效风险。而按照历史最高产气量计算,脱气期间流速可达4.6m/s,此时腐蚀速率为1.63mm/a,冲蚀风险高,需对产气量加强关注。中部湿液交替环境,其井深波动范围为585～755m,温度波动范围为51-57℃,CO2分压0.16～2.6MPa。该区域无流体高速冲刷,1Cr材质套管腐蚀主要是全面腐蚀,腐蚀速率低,在服役期内无腐蚀失效风险。下部全液相腐蚀环境中溶解高浓度的CO2,其井深波动范围为755～2083m,温度波动范围为60～75.4℃,CO2分压波动范围为3～5MPa。当CO2分压大于3MPa,温度高于60℃时,腐蚀速率明显加快。CO2分压在3MPa时,腐蚀速率为0.15mm/a～0.34mm/a。CO2分压在5MPa时短期腐蚀速率为1.08mm/a～1.34mm/a,并且发生局部腐蚀,此时的腐蚀环境是腐蚀失效风险最高的区域,需重点加强日常腐蚀检测工作。通过井身结构和工况条件,对套管全井深受力进行分析,计算套管的最小允许壁厚为2.0～3.6mm,套管在服役工况下的最大容许缺陷尺寸为32～40mm。当缺陷直径为5mm时,剩余寿命为3～4年,而在液相环境中剩余使用寿命为5～9年,其中A1和A2井在该环境下腐蚀局部失效风险高。因此,文昌油田在气液双相环境中的套管腐蚀防治工作主要关注液相工况下局部腐蚀敏感性的防治和高腐蚀速率的控制,可采用智能缓蚀剂加注或缓蚀剂油套一体化加注、膨胀套管补贴技术以及采用3Cr管材抑制局部腐蚀等方法和工艺。
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