普光高酸性气田井筒管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H₂S和CO₂的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题。为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施：①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用。进而设计了3种完井方案：①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井。经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压-生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产。该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点。     

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。     

普光高酸性气田井简管材及完井方案优选

四川盆地普光气田属于高含H2S和CO2的碳酸盐岩过成熟酸性气田,存在气藏压力高、埋藏深度大、地质构造复杂、腐蚀严重、易喷易漏、安全风险高等开发难题.为解决上述难题,实现气田的安全高效开发,在深入调研国内外高含硫气田完井技术现状的基础上,分析了硫化氢、二氧化碳以及氯离子等对井下管材的腐蚀方式,提出了管柱腐蚀的防治措施:①采用防腐蚀管材;②注入缓蚀剂;③将上述两种方式综合应用.进而设计了3种完井方案:①高镍基合金完井;②高镍基合金与高抗硫材质组合完井;③高抗硫材质完井.经分析对比,最终确定采用镍基合金和高抗硫钢套管组合,配合镍基合金油管和永久式封隔器的完井方案;射孔后下酸压—生产一体化完井管柱,酸化压裂后投产.该方案成功解决了气井酸压、生产、防腐蚀等问题,具有防腐性能优越、后期维护成本低、管柱有效生产时间长、安全系数高等特点.     

SAB-3永久封隔器套铣打捞工艺

塔中北坡高温高压气藏井筒完整性差,需要上修处理井筒。通过对SAB-3永久封隔器结构的充分研究,选择合适的套铣打捞工具,成功取出了SAB-3封隔器及以下管柱,从而总结出高硬度镍基合金永久封隔器高效套铣打捞工艺施工的宝贵经验。     

酸性气井不同井段三种套管钢的适用性评价

为考察含H2S/CO2酸性气井不同井段3种常用套管钢(T95钢、110SS-2Cr钢和825钢)的适用性及温度对其腐蚀行为的影响,利用高温高压釜在H2S分压0.55 MPa、CO2分压0.75 MPa、温度55~100℃条件下,对3种钢材的失重腐蚀性能进行了测试,并辅以扫描电镜观察腐蚀产物膜的微观形貌和能谱仪定性分析其化学成分,探讨了腐蚀机理。实验结果表明,模拟井筒腐蚀工况下,825钢腐蚀轻微,腐蚀速率远低于SY 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》规定的腐蚀控制指标0.076mm/a;T95钢和110SS-2Cr钢的腐蚀速率随温度的升高而增加,110SS-2Cr钢的耐电化学腐蚀性能远优于T95;随着温度的逐渐升高,T95钢和110SS-2Cr钢腐蚀产物膜变厚、结晶和结块趋势明显,主要成分是FexSy、FeCO3和含有少量Cr的化合物,110SS-2Cr钢腐蚀产物膜中,Cr含量比T95钢高,对基体的保护作用较强,因而在3个温度条件下的腐蚀速率均低于T95钢。结果表明,T95钢用于油层套管井口段具有较好的经济性和适用性,825钢用在封隔器及以下井段具有较好的适用性,中间段油层套管采用110SS-2Cr钢具有较好的适用性。     

顺南区块高温高压腐蚀机理及选材研究

顺南区块的腐蚀环境非常特殊,超高温、高压、高含ＣＯ２、低含Ｈ２Ｓ、高矿化度的多种组合极具挑战性,
特别是井下温度超过２００℃,常用的不锈钢材质的油套管和井下工具很难满足施工作业需要,高级不锈钢材质的油
套管又缺乏在该工况中的实验和现场使用经验,如何经济、安全选材成为顺南区块高效开发亟待解决的问题。通
过对１３Ｃｒ－Ｐ１１０超级马氏体不锈钢、２２０５双相不锈钢和２５０７超级双相不锈钢三种材料模拟顺南工况下腐蚀行为
进行实验研究,认为顺南井区的生产管柱可以考虑采用双相不锈钢和镍基合金两种材质管柱的组合,在双相不锈
钢开裂敏感温度区采用镍基合金管柱。     

大牛地低含H2S/CO2气井腐蚀规律及主控因素研究

大牛地奥陶系风化壳气藏含有不同程度的硫化氢,整体属于低微含硫范围,目前对H2S/CO2共存条件下腐蚀规律认识不清,气藏安全生产存在一定风险。通过静态失重法探究温度、压力、硫化氢浓度对气井油套管腐蚀规律的影响。结果显示:N80和P110两种钢材的腐蚀速率随硫化氢浓度降低、压力升高呈升高趋势;随温度升高腐蚀速率先升高后降低,80℃时达到最大值1.4521 mm/a和1.8915 mm/a。初步确定大牛地气田腐蚀主控因素为H2S浓度,研究结果为该气田井筒管材优选及腐蚀防治提供了依据。     

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。     

元坝高含硫气藏超深水平井完井技术研究及实践

元坝长兴组气藏属于超深、高温、高压、高含硫碳酸盐气藏,水平井完井的经济性与安全性矛盾非常突出,作业工况及井下条件复杂,风险和效率是该类气井完井需要考虑的重点。为此,通过大量的理论研究、模拟计算、室内实验、现场试验,形成了元坝高含硫气藏超深水平井完井技术。Ⅰ-Ⅱ类较多的礁相储层,以衬管完井方式为主,Ⅰ-Ⅱ类较少的叠合区、滩相储层,底水较为发育区域,采用射孔完井;完井材质选用4C类镍基合金;完井工具采用具有自平衡功能的井下安全阀、具备可回收功能的锚定密封插管封隔器;完井管柱采用复合油管,原则上不设计坐放短节、不采用伸缩节;通过优化封隔器坐封位置减少镍基合金套管使用长度。通过以上措施,既能满足酸化及长期安全生产要求,便于后期作业,又极大程度降低了完井成本,为该区的勘探开发提供了重要的技术支持。     

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川中磨溪气田Ｔ２ｌ１＾１含硫气藏盐水电化学腐蚀及Ｈ２Ｓ、ＣＯ２腐蚀十分严重。由于未采和封隔器完井，油管为普通的日本抗硫油管，因此开采几年来，井下油套管被腐蚀产生堵塞，多数井压力、产量下降。经修井发现绝大多数井的油管断落。采用封隔器和耐腐蚀的油管柱完井是磨溪Ｔ２ｌ１＾１气藏开发的当务之急。通过以Ｔ２ｌ＾１１气藏第一口封隔器完井的工艺技术为例，较详细地介绍了封隔器完井管柱设计以及工艺技术。     

超级13Cr油套管在含H2S气井环境下的腐蚀试验

近20年来,在国内外H₂S/CO₂共存环境、高含Cl^-的深井或复杂水平井中,为保障井筒寿命并控制耐蚀合金管柱成本,超级13Cr不锈钢油套管的应用逐步增多,而ISO等标准中对于超级13Cr油套管的适用条件规定严格,特别是在超级13Cr的抗硫化物应力开裂影响因素方面,不同学者研究认识不统一。为此,模拟陕北某区块含H₂S气井腐蚀环境,利用电化学系统和高压腐蚀测试系统,评价了超级13Cr油套管的电化学和抗硫化物应力开裂能力。结果表明,在模拟环境下的超级13Cr电化学腐蚀速率为0.01 mm/a,而传统13Cr的腐蚀速率为0.26 mm/a。同时在抗硫化物应力开裂试验中,加载80% AYS和90% AYS下的超级13Cr没有出现NACE标准溶液试验下的开裂问题。该结果为类似气井环境下的超级13Cr应用提供了一定的参考。     

相国寺储气库注采气井的安全风险及对策建议

四川盆地相国寺地下储气库是我国西南地区第一个储气库,其安全平稳运行关系到整个西南地区的用气需求和经济发展。国内外地下储气库事故的统计分析结果表明,注采气井的安全风险相对较大。目前相国寺储气库地层运行压力为11.7~28.0 MPa,CO₂分压为0.53 MPa,加之生产前期天然气中还含有钻井液、盐酸、凝析水以及少量H₂S等物质,腐蚀环境也较为复杂。为此,根据相国寺注采气井油、套管的材质、固井水泥体系、井下安全阀和封隔器的类型,结合相关文献和实验资料,开展了注采气井的安全风险分析。结果表明：注采气井的油管和套管主要因腐蚀、冲蚀和应力变化的影响导致失效;水泥胶结质量和测井方法的影响将导致固井质量存在缺陷;井下安全阀主要因液压系统和控制线路故障、冲蚀和人为操作不当等原因导致失灵;封隔器主要因应力变化、腐蚀及密封元件变形等原因导致封隔失效。根据存在的这些安全风险,提出了相应的对策措施建议,可为相国寺及类似地下储气库的安全生产和管理提供参考。     

高含硫探井转开发井的腐蚀评价

对于含硫油气区域的探井、探井兼开发井,如果油气产能、H2S含量及分布带有不确定性而选用镍基合金油套管,则可能会造成投资过大的风险。选用H2S酸性环境抗开裂的碳钢和低合金钢后,H2S、CO2、元素硫及地层水对油套管的电化学腐蚀变成了主要问题。这时可以通过优化完井技术,增加油套管壁厚来降低应力水平,以防止氢应力开裂;同时,增加壁厚又可以增加腐蚀余量,延长服役寿命。在概述目前国内含硫油气区域油套管腐蚀评价、防腐蚀措施和存在的问题的基础上,详细分析了基于电化学腐蚀的适用性评价、模拟元素硫的腐蚀环境设计、地层水的腐蚀与模拟试验,及自行研制的高温高压循环流动腐蚀试验仪的工作原理与流程,介绍了探井转开发井腐蚀评价实例,列举了探井转开发井投产的风险和目前已具备的条件,给出了科学的现场风险管理措施。      

柴油机尾气负压钻井中的腐蚀行为研究

柴油机尾气负压钻井属气基欠平衡钻井，具有保护油气层和提高钻井速度等优点，但柴油机尾气成分复杂对石油管材可产生不同程度的腐蚀。为此，模拟柴油机尾气环境，考察温度、压力和流速对S135钢的动态液相、动态气相平均腐蚀速率及局部腐蚀速率的影响，并对腐蚀产物形貌和成分进行了分析。结果表明，相同条件下动态液相中的平均腐蚀速率和局部腐蚀速率远大于动态气相；随温度升高，腐蚀速率先增大然后降低；随压力或流速的增大，腐蚀速率升高。柴油机尾气环境可引起井下石油管材的严重腐蚀，该技术不适合于产水气井和高压气井。     

黄桥气田CO2腐蚀及选材评价研究

CO2腐蚀长期困绕黄桥CO2气田的开发.文章根据黄桥CO2气田腐蚀现状和特征,分析其腐蚀异常的原因,并选用4种管材开展含水CO2的高温高压模拟试验.结果发现,现有的油套管材料P-110和N-80在高温高压CO2条件下对管壁产生严重腐蚀;9Cr管材耐CO2腐蚀性差,有轻微的点蚀;13Cr管材基本不发生腐蚀,可以满足CO2气井正常生产的要求.上述研究成果对正在开采的气井和新钻井的井下选材具有指导意义.     

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针对川西气田须二段气藏特点,提出采用单管永久式封隔器完井;井下油管柱的连接丝扣宜采用金属对金属密封扣;井下封隔器、管材及相关配套设备应使用既抗H2S又抗CO2腐蚀的材质;在完井时使用缓蚀剂或对管柱全面预膜,生产中定期加注缓蚀剂。在无水采气期,根据数学模型,获取一系列保证气井岩石不发生速敏效应、井筒不积液、油管不发生冲蚀的优化产量,制定气井合理工作制度,尽量延长无水采气期。根据相关数学模型,计算带水采气期气井不同压力条件下的携液临界流量,从而确保实际产气量大于携液临界流量,以便充分利用地层能量带出液体;气井出水后随着地层能量的降低,为维护气井正常生产,初步优选出泡沫和优选管柱为须二气藏产水气井的排水采气工艺技术。     

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长庆气田开发过程中，硫化氢、二氧化碳、氯离子及水等多种腐蚀介质对井下管柱，地面采、集、输设备会产生不同程度的腐蚀，造成油、套管的断裂，井口装置失灵，集输管线爆破等事故。该气田腐蚀主要有硫化物应力腐蚀和酸性气体的电化学失重腐蚀两类。初期开发的气井由于井底残存部分积液，其中溶有一定量的酸性气体，从而形成酸液对井下管柱的腐蚀破坏。随着气井开发周期的延长，酸液腐蚀过程中产生的Ｈ＋在井下高温高压的作用下将不断地渗入到管柱内，从而降低管柱的硬度和强度，在拉应力的作用下将会造成管柱的应力变形或断裂。为抑制腐蚀介质的腐蚀破坏，建立了气田防腐专项研究项目，从根本上探明长庆气田的腐蚀特点，并借鉴国内其它油气田有关防腐工作的研究结果，开发出适合长庆气田的防腐措施，确保气田长期、高效地开发生产。     

超深井用偏梯形螺纹套管适用性研究

针对我国西部超深井固并使用的偏梯形螺纹套管发生螺纹连接处泄漏、接箍及管体破裂与变形等事故，对西部两口超深井在用和拟用的φ177．8mmx13．72mmV-150和φ177．8mmx12．65mmNK-T140两种规格BTC螺纹套管进行了管柱设计验证试验研究。试验条件模拟井下预期的载荷和压力，试验项目包括上卸扣试验、密封试验（介质为水和气两种）、强度极限试验（拉伸、水压爆破、压缩和挤毁）等。结果发现，这两种套管在密封性和强度等方面均与使用条件存在一定差异，特别是难以满足一些异常复杂超深井的要求。建议在高压超深井中用气密封性较好的特殊螺纹接头套管。对于异常高压超深井，在设计时应进行密封设计，对套管进行必要的密封和强度评价试验。     

渤海绥中36-1油田生产套管修复技术

在绥中 36 1油田 Ⅱ 期开发工程丛式井组钻井、完井作业中 ,E9井和E15井的 2 4 4 5mm生产套管被钻头磨破 ,经分析研究选用在 2 4 4 5mm套管内下入 177 8mm套管进行补贴固井的方法 ,使 2口井得以修复。采用的套管修复技术具有 6个特点 :工艺简单 ,可操作性强 ;作业全部采用现有的套管系列 ;部分采用自制井下固井工具 ;补贴修复过程中对已完井的储层实施了充分的保护 ;套管修复后不影响今后起下生产管柱及电泵作业 ;用修井机即可完成这类套管的修复作业 ,节省了钻机作业费用。此次套管修复技术的成功使用 ,为在丛式井组生产平台上处理套管磨损、磨破问题积累了经验 ,并为处理类似问题提供了范例。     

黄桥气田CO2腐蚀现状及完井选材评价研究

CO₂腐蚀是石油天然气工业中一种破坏力极强的腐蚀类型，自1983年在江苏黄桥苏174井钻获高产CO₂气流以后，随后完成了4口试采井，已探明黄桥CO₂气田为国内最大的CO₂气田。1985年投入开发以来，相继发生了气井套管断落、腐蚀穿孔、油管落井、采气树泄漏和地表泄漏等情况，正是由于腐蚀的影响，导致气田生产成本上升、生产时效降低，极大地影响了气田的开发效益。同时，CO₂腐蚀严重威胁着黄桥CO₂气田的安全生产，解决这类腐蚀问题已成当务之急。针对黄桥CO₂气田腐蚀现状和特征，分析了腐蚀异常的原因，并选用4种管材开展CO₂高温高压模拟试验，结果发现：现有的油套管材料P-110和N-80在高温、高压和CO₂环境下对管壁产生严重腐蚀；9Cr管材耐CO₂腐蚀性差，有轻微点蚀；13Cr管材基本不发生腐蚀，可以满足CO₂气井正常生产的要求。这些研究成果对新钻井的井下选材具有指导意义。