注水井转大修原因与预防

注水井转大修原因与预防

作者：张乐乐郝建广王成

来源：《中国化工贸易·下旬刊》2019年第03期

摘要：本文通过对比分析作业大队2012年至2017年施工的平方王油田46口注水井大修经验与做法，探讨了造成注水井转大修的主要原因。论文通过典型井例介绍，详细分析阐述了因管柱腐蚀与结垢造成注水井转大修的原因和机理，并针对原因分析提出了自己的见解与建议。

关键词：水井;大修;预防原因;措施

1 课题背景

平方王油田构造复杂，储层物性差异较大。在注水开发过程中长期回注不合格的污水，不仅对油层造成的伤害，也造成的大修工艺的复杂化，修井周期长，难度大，成功率低。该油田除了因套管破损、变形、错断造成水井故障外，其中37口是因管柱腐蚀、结垢造成停注转大修，占修井总数的80.4%。由此可见，管柱腐蚀、结垢是造成停注转大修的主要原因。

2 目的意义

在油田的各种设施中，注水井对于油田的稳定和高效生产具有十分重要的意义，然而水井的腐蚀现象却非常普遍。这些注水井长期与水，尤其是富含各种杂质的油田污水接触，从而面临更多的腐蚀威胁。通过对平方王油田各井施工经验总结和统计验证分析资料数据，对比查找各类型井的内在规律和原因，优化工艺和措施，现场施工验证，不断总结改进，为该油区的合理开发及治理提供可靠依据。使其有效缩短修井周期，提高打捞成功率，减少报废井。

3 注水井转大修原因分析

平方王油田是开发近四十年的老油田，油田构造复杂，储层物性差异较大。在注水开发过程中长期回注不合格的污水，增加了中、低渗透油藏的注水难度，导致部分水井注水压力升高，同时也对油层造成了伤害。加上管理和技术手段的相对滞后，致使注水井大量带病注水，甚至造成停注转大修。经统计分析1996年至2006年XX作业大队作业X队在平方王油田施工的46口水井资料，主要归纳为以下几种转大修类型：一是油管腐烂锈蚀造成的管柱落井，二是多见于分层配注井的垢卡管柱，三是套管破损、变形或错断。

3.1 腐蚀原因造成的水井大修

①注入注水井的水中通常含有一定量的氯化物和硫酸盐，这些物质会对管材有不同程度的腐蚀作用，金属管材在受到腐蚀后，产生的主要是可溶物，这些可溶物对于管材后续遭到腐蚀起不到任何屏蔽作用。同时，注入水中的氯离子等活性离子还会继续破坏管材表面上已有的钝

化膜或其它保护膜。这些一系列反应，会使得被破坏的部分成为原电池反应的阳极，而未被破坏的部分就成为阴极，电池反应会让已经被腐蚀的地方腐蚀更为剧烈，产生点蚀，长期下来会导致管材局部的穿孔;

②注入水中溶解气体导致的化学腐蚀。在平方王油田，大多是将含油污水经简单处理后直接送入注水系统。但是污水中所含有的溶解氧、硫化氢或二氧化碳等腐蚀气体，在条件适合的情况下，很容易对注水管材及套管产生腐蚀。例如二氧化碳的存在会使污水的pH值产生明显的下降，使系统的酸性腐蚀更为显著;

③在许多注水井中因为硫酸盐还原菌（SRB）的存在，产生十分典型的硫化氢腐蚀现象。这类细菌有很多种，生存的范围也比较广，常见是在温度为30°-35°，pH值为5.5-9.0左右的环境中活动。这种细菌不仅可以还原硫酸盐产生硫化氢，使水中的硫化氢含量提高，令水质恶化变为“黑水”，而且可以在水中产生FeS等物质堵塞和破坏管材，从而对注水管材产生综合性的破坏。因此，抑制SRB的繁殖也成了注水井防腐蚀的一个重要环节。

3.2 结垢引起的管柱卡

油田垢产生的最根本的原因是由于注水井的注入水组成复杂—由于该油田长期使用处理并不是很好的污水，在不同的环境中会发生各种不同的物理和化学变化。具体原因是：一些离子结合后会形成在水中不溶、难溶和微溶的物质，这些物质都很容易成为积累的水垢，也就是盐类垢。这种结垢现象最为频繁也最具代表性和危害性。

4 预防措施及结论

预防措施：分析了以上各种水井大修的原因，根据不同井况选择不同的施工方案，有利于修井成功。然而，通过分析、查找原因来确定切实可行的预防措施是当务之急。

①改善注入水水质。加大投入，科学规划，逐步提高注入水合格率，降低对水井的侵蚀;

②强化管理，认真实行定期洗井制度。由于注入水中含有溶解气、氯化物、硫酸盐、硫酸盐还原菌以及其它杂物，特别是SRB在流动的水中生长受到抑制，但在静态水质中细菌腐蚀产物的生长迅速。目前，基本采用正注水方式，油套环空水质流动性差，特别是分层注水的井，环空水质处于“死水”状态，为细菌的腐蚀提供了较好的环境，因此，通过定期洗井，可冲洗出井筒内的大量污物，减少腐蚀环境;

③设计完井时适当增加水泥返高，可减少水井套破、套变的发生。

5 结论

①分层注水产生垢卡的可能性比较大;

②水的流速会明显地影响结垢的趋势和SRB细菌的腐蚀速度;

③改善水质，定期洗井可有效减少和防止水井大修的发生;

④建立完善的油管鉴定和管理体系，严把材质关，杜绝劣质油管入井，确保水井安全。

参考文献：

[1]张百龍，王振华，张系斌，等.石油套管研究情况概述[M].石油机械，1987，15（4）.

[2]刘合.油田套管损坏防治技术[M].北京：石油上业出版社，2003.