注气井要求

（三）钻井完井要求

为有利于后期油井举升工艺设计的优化和技术配套，以及油井较长的免修期，对钻井井眼轨迹的要求如下：

（1）全角变化率：泵挂深度以上井段控制在5°/30米以内；

（2）造斜段造斜率：泵挂深度以上井段控制在5°/30米以内；

（3）泵挂处井斜角不大于40°，泵挂位置以上100m井段为稳斜段；

（4）造斜深度：钻井过程中遵循深定向的原则。

（六）注入井配套工艺设计（169页）

油藏注空气/空气泡沫技术和其他注气开采技术（天然气、二氧化碳、氮气）相比，工业化应用程度还比较低，可供借鉴和使用的成熟技术比较少；工程设计主要参考中原油田空气泡沫调驱先导试验的做法和经验教训，研究制定港东二区五断块明四层系油藏注空气泡沫的注采工程方案，并需要通过现场试验逐渐完善。

1.注入井油管的选择

1) 气密封要求

宝钢钢管公司对API标准油管螺纹的气密封性能进行试验并得出结论：在29MPa的压力条件下，其螺纹处发生渗漏；说明普通螺纹对气体具有一定的密封性，但性能较差。

中原油田在螺纹间充填密封脂来改善其密封性能，其试验结果为：在管串内气体压力达50MPa后，停止打压，稳定2.5h，压力不降。说明普通螺纹虽然不具备高压气密封性能，但通过螺纹间充填密封脂，其密封性能完全可大大提高。

港东二区五断块明四注空气泡沫井口最大注入压力定为25MPa，油管通过涂密封脂、缠密封带，完全可以满足要求。

2) 油管防腐要求

中原油田空气泡沫调驱和延长油矿吴旗采油一厂注空气现场试验发现，注空气井在井下高温高压条件下，下部油管腐蚀十分严重，都发生过因管柱腐蚀而造成封隔器落井事故。港东二区五断块明四层系油藏和中原油田空气泡沫试验区块相比，油层浅、油层温度低、地层水矿化度低，腐蚀应当比中原油田要小；但是腐蚀问题也是中原油田至今还没有很好解决的问题，因此在先导试验中也绝不能忽视。

下井管柱金属材料选择导向中，主要考虑CO2和H2S腐蚀因素。依据中原油田和大庆油田的先导试验经验，港东二区五可以选用：基体材质为N80，经过防腐处理(内涂层环氧树脂)的油管。另外，在封隔器上部和下部油管外接环形腐蚀挂片进行相关流体介质腐蚀速率的监测（见图2-6）。

3) 油管尺寸

注入试验井生产套管均为51/2in，依据日注液量和气量的要求，常用的27/8in 尺寸的油管完全可以满足注入要求。

2.注入井管柱设计

为减少注空气泡沫过程中气体的渗漏，管柱设计应尽可能简化。根据港东二区五断块明四层系油藏情况，在油层上部下一个保护性注气封隔器，油套环空添加环空保护液；设计要求封隔器能耐高压气密封，使用耐腐胶筒，钢体采用不锈钢材料；封隔器上部连接水力锚，双向锚定。封隔器坐封位置应当在注入井段上部20-30m处的套管上，并避开套管接箍；考虑测吸入剖面的需要，则管柱底部连接喇叭口，位置应在油层上部。

3.封隔器选择

为了避免高压气体对套管潜在的破坏以及井口事故发生，用注气专用封隔器封隔油套环形空间，并在油套环空中充填保护液，保护油套环空，避免封隔器以上套管承受高压和免受腐蚀。

采用耐气密封的CY441-116封隔器；钢体要求采用耐腐蚀的合金钢材料，最大外径为Φ116mm，封隔器承压能力42MPa，最大耐温120℃；坐封、解封安全可靠。

4.注入井达到的技术要求

①整体管柱耐压25MPa；

②整体管柱耐温100℃；

③整体管柱满足注入介质为空气条件下的气密封要求；

④管柱能满足后期常规测试需要；

⑤井口及采油树无任何渗漏，各阀门、装置开关灵活、可靠、安全，达到设计要求和技术标准。

五、腐蚀因素分析及防腐对策

在空气泡沫驱实施过程中，注入井及采油井井下及地面设备处于腐蚀环境中，针对试验过程中二氧化碳和氧腐蚀因素，对从地面到井下不同环节可能引起的腐蚀问题进行分析，提出腐蚀防护对策。

（一）注入流体性质

1.注入水

港东二区五断块注入水矿化度较低，一般约为4000mg/L左右。

表2-4 注入水水质分析指标

2.空气

注入空气为空压机压缩后的压缩空气，注入压力最大25MPa。

3.起泡剂

本项目使用GFPA-2起泡剂，原料为液体。起泡剂化学性质：无腐蚀，原液有效含量35%，粘度24.5mPa.s,密度1.0g/cm3，起泡液原液PH值9.65。泡沫混合液为表面活性剂溶液与空气混合液；现场用污水直接配制成起泡剂注入浓度0.4%、0.6%。泡沫液为表面活性剂的水溶液，呈弱碱性，无毒无害，无腐蚀性。

（二）空气泡沫驱过程中的腐蚀因素分析

空气泡沫驱实施过程中，由于O

2、CO

2

的作用，容易引起注入井的地面注入

管线、井下管柱、套管及地面设备的腐蚀（腐蚀速率行业标准为0.076 mm/a)，是空气泡沫驱过程中非常重要的风险因素。因此，做好腐蚀防护对于空气泡沫驱技术的成功具有重要意义。

1.氧气腐蚀

空气注入过程中，金属与氧接触发生腐蚀，后果比较严重；氧腐蚀不但直接破坏受到氧腐蚀的部位，而且其腐蚀产物带入注气管线及井壁还会结垢，附在金属管壁上，容易引起垢下腐蚀，对管线危害极大。

空气中的氧溶解在水溶液中形成溶解氧，溶解氧是常见的腐蚀剂，对于浸在水溶液中的金属有腐蚀作用。溶解氧作为腐蚀剂的类型有：缝隙腐蚀、氧浓差电

池、点蚀、钩状腐蚀等，腐蚀产物是铁的氧化物FeO、Fe

2O

3

、Fe

3

O

4

。溶解氧溶度

增大，腐蚀速度增大。压力升高溶解氧分压增大，腐蚀速率增加。溶解氧的溶解度随着含量的升高而降低，碳钢的平均腐蚀速度随着NaCl浓度上升到3%达到极大值随后降低，但是局部腐蚀速度反而高达3-5mm/a。温度上升溶解氧浓度下降，到沸点时氧气彻底从水中逸出。在敞口系统中，溶解氧的腐蚀速度在80℃达到最大，大于80℃溶解氧浓度下降，腐蚀速度也随之下降。CO

2

或Cl-通常会增加氧的腐蚀速度。

1）溶解氧腐蚀形态

（1）缝隙腐蚀

金属与金属之间或金属与其他物质之间存在有间隙时，由于在间隙内积存的