黎洪珍李婭羅立然張勇
（西南油氣田分公司重慶氣礦）
摘要：在天然氣的開採過程中，井下管串起著非常重要的作用。重慶氣礦所屬氣井因井深、壓力高、腐蝕流體含量高，井下油管被嚴重腐蝕破壞，從而影響作業、生產和經濟效益。
本文針對重慶氣礦井下油管所處腐蝕環境、腐蝕現象和特點，在分析腐蝕影響因素的基礎上，結合重慶氣礦腐蝕控制現狀總結，進行井下油管防治措施**，並提出了可操作的建議措施。
油管腐蝕現狀
重慶氣礦所屬氣井因井深（最深達5318m）、壓力高、腐蝕流體含量較高（見表1），井下油管普遍存在被腐蝕破壞的現象，有的是輕微的失重腐蝕，有的是區域性較嚴重腐蝕，而最為嚴重的是油管腐蝕穿孔、斷落入井，給氣田開發和修井作業帶來巨大困難。
表1 重慶氣礦主要氣田腐蝕流體含量
1）油管穿孔或斷落會改變天然氣流動通道，使產水氣井不能正常帶液生產，嚴重的會導致產水氣井水淹，造成氣井停產。如池6井因井下油管腐蝕穿孔（圖1），氣田水不能有效帶出，導致水淹停產。
2）油管穿孔或斷落導致井下壓力計等工具不能正常入井，氣井的動態資料不能正常錄取。如池18井2023年5月下通井規在井下1049m遇阻，2023年修井發現油管從250m開始已腐蝕穿孔，在701m處腐蝕斷落。
3）油管穿孔或斷落使修井作業困難。因腐蝕的油管強度變得非常低，在修井作業過程中，入井工具對油管不能加壓、造扣，稍有不慎，可能造成井下油管在套管內錯斷成幾段，加大了打撈難度，甚至有些氣井因此而報廢。如池18井因井下管串腐蝕嚴重，油管在井內成脆塊（圖2），無法打撈，導致氣井報廢。
為了全面了解油管在井下的腐蝕狀況及防腐效果，重慶氣礦從2023年開始對臥龍河、沙罐坪、福成寨、雙家壩、大池幹、明北月、高峰場、沙坪場、五百梯、石寶寨等三十多口井取出油管進行腐蝕檢測評價工作（檢測井基本情況見表2）。
表2 取樣分析井基礎資料表
注：油管規格尺寸mm，下深m
對取樣的油管從化學成分、機械效能、腐蝕環境、腐蝕產物、腐蝕特點等進行綜合分析評價，各井油管腐蝕部位及腐蝕特點主要表現為：
1）大部分氣井油管材質符合api要求，油管腐蝕破壞主要由電化學腐蝕引起。
2）大部分氣井如罐3、成18、池18井等油管外壁比內壁腐蝕嚴重，見圖3。
3）緩蝕劑加註及時及加註制度合理的氣井，如天東67、90井、池30井和龍會2井等，取出的油管腐蝕較輕（圖4）。
圖3 池18井油管內外壁腐蝕圖示圖4 池30井油管外貌
4）大部分氣井油管腐蝕形式為點腐蝕、坑腐蝕和潰瘍狀腐蝕。
5）腐蝕產物主要為fe9s8，部分井腐蝕產物中還有feco3、cl-、si。部分取樣檢測井腐蝕產物分析見表3。
表3 部分取樣檢測井腐蝕產物主要成分表
為了驗證油管腐蝕分析和**腐蝕介質對井下油管的腐蝕情況，取腐蝕嚴重井段的油管在35mpa高壓釜內進行室內模擬試驗，根據室內模擬試驗結果，結合綜合檢測評價，屬於嚴重腐蝕的氣井有22口，屬於中等腐蝕的氣井有2口，屬於輕微腐蝕的氣井有9口。可見氣井腐蝕不僅普遍存在，而且一部分氣井的井下油管腐蝕相當嚴重。取樣檢測井井下油管腐蝕狀況見表4。
表4 近年取樣檢測井油管腐蝕狀況評價表
備註：1）主要腐蝕因素是根據h2s、co2和cl－具體的含量和相對含量而定；
2）油管腐蝕主要受第一因素控制。
油管腐蝕影響因素分析
根據國內外的研究成果及重慶氣礦油管腐蝕分析表明，造成井下油管腐蝕的主要因素是流體性質、井筒有凝析液或井底有積液，油管材質選擇不當、緩蝕劑保護不及時等也會影響井下管串安全執行。
一、腐蝕環境影響
重慶氣礦所屬的大多數氣井h2s、co2腐蝕性流體含量較高，油管所處的井下環境十分惡劣，致使井下油管發生嚴重的腐蝕破壞。
（一） h2s對油管腐蝕分析
h2s本身對金屬材料無腐蝕破壞作用，只有溶於水中才具有腐蝕性[1]，重慶氣礦氣井產出流體中均含有凝析水或地層水，且h2s含量較高，因此，造成油管腐蝕的主要因素是h2s。從三十多口取樣檢測井油管腐蝕分析知，含h2s酸性油氣田的腐蝕破壞往往表現為由點蝕導致區域性壁厚減薄、蝕坑或（和）穿孔、斷落（圖5）。
h2s還將引起硫化物應力腐蝕破壞和氫脆，如七里43高含h2s氣井油管入井7天接箍氫脆破裂（見圖6），導致油管掉入井中時再次斷落，增加打撈難度和修井成本。
同時，從重慶氣礦高含硫生產井地面裝置腐蝕狀況知，高含h2s天然氣所析出的單質硫對井下管串的腐蝕也非常嚴重，如峰15井防凍劑加註迴路的止回閥與高含硫天然氣接觸的一面腐蝕嚴重（年腐蝕率2.8mm/a）,與防凍劑接觸的一面腐蝕較輕（圖7），由此可見，高含硫生產井油管腐蝕狀況不容樂觀。
從三十多口取樣檢測井腐蝕產物分析知，重慶氣礦以h2s腐蝕為主的腐蝕產物主要為fe9s8，它是一種疏鬆的黑色硫化鐵粉末，在環形空間，由於是靜止狀態，油管外壁的腐蝕產物fe9s8附著管壁與油管外壁形成腐蝕電池，產生嚴重的垢下腐蝕。若含h2s天然氣中還含有其它腐蝕性組份如co2，一般而言將使h2s對油管的腐蝕速度顯著增加。
（二）co2對油管腐蝕分析
在有水的環境中，co2極易溶於水而形成碳酸，降低環境的ph值，增加酸度，使油管發生腐蝕，腐蝕產物為feco3。當溫度低於60℃時，feco3膜結合力和保護力差，鋼材表面為均勻腐蝕，在（60～110）℃之間，腐蝕速率高，腐蝕產物為粗結晶的feco3，這種產物厚而松，以區域性腐蝕為主，將產生嚴重的坑蝕[1]。如成32井斷裂油管處井溫為94℃，此處co2的腐蝕速度比油管上部高，油管產生嚴重的坑點腐蝕和潰瘍狀腐蝕；成18井在2098m的腐蝕產物為fe9s8，無feco3，在3421m處的腐蝕產物中有feco3，這是由於氣井上部的溫度較低，油管受co2的影響不大，氣井下部的溫度要高些，油管受co2的腐蝕嚴重。
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