一种高腐蚀油井的井筒防腐系统及方法与流程

1.本发明属于采油采气防腐技术领域，具体地涉及一种高腐蚀油井的井筒防腐系统及方法。


背景技术：

2.我国油田高腐蚀井管杆和套管损坏现象严重，尤其套损井20世纪70年代以来我国损坏量迅速增加，套管工作年限逐年缩短，直至现在都没有得到有效的控制。某油田是最早发现套管损坏的油田，随后，一些油田的油水井套管先后发生了不同程度的损坏；之后，又有一些油田也出现了较为严重的套管损坏。自20世纪90年代以来，我国各大油田套管损坏形势基本呈上升趋势，尤其是长期注水的老油田，其套管损坏现象更为严重。到2004年底，套损井己经达到了20000多口，总体呈现出分布广、数量大、套损率高、发展速度快、且成逐年增多趋势等特点。
3.针对油气井结蜡、结垢、腐蚀等问题，均采用了以井口油套环空加注为主，井下固体缓蚀棒、点滴加药、井下固体缓蚀棒为辅的技术。目前，套损井治理以隔采为主，产能恢复率《65％。隔采井普遍存在结蜡、结垢和腐蚀问题，因环空无法加药、热洗等造成的检泵周期短，频次高，较常规生产井高，日常生产管理难度大，作业成本高，采用隔采，用永久式封隔器或者环空保护液，这些方式都不能进行二次防腐。环空保护液不能对封隔器以下油管进行保护，环空漏后，不能用环空保护液，目前没有一种方法在隔采情况下为井筒提供全面长期防护。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种高腐蚀油井的井筒防腐系统及方法，目的之一在于提供一种不需要采用环空保护液就能实现井筒防腐的系统及方法，防止环空保护液在套破情况下，对地层的产生污染；目的之二在于提供一种的经济长效，易操作的井筒防腐的系统及方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
6.一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，至少包括油管，还包括耐温牺牲阳极、封隔器和长效控释工具；所述封隔器套接在油管外侧壁上；所述耐温牺牲阳极间隔设置有多组，多组耐温牺牲阳极设置在封隔器以上的油管外侧壁上；所述的长效控释工具连接在油管的下端，长效控释工具的下端连接有筛管。
7.所述的耐温牺牲阳极按照如下重量百分的材料制备而成：zn 4％～6％，in 0.035％～0.05％，sn 0.04％～0.1％，mg 0.3％～1.5％，la 0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为al。
8.所述的长效控释工具包括多个储药筒、连接器、引流管和可溶隔板；所述的多个储药筒上下设置，相邻储药筒之间通过连接器连接；连接器内的下部通过密封固定件水平连接有可溶隔板；所述引流管上端与连接器内侧壁连接，引流管下部设置在储药筒内；在储药筒与可溶隔板之间的连接器侧壁上设置有排气孔，排气孔的外部孔口上设置有在内部压力
作用下可向外敞开的封口板；在储药筒与引流管之间的空间内放置有固体药剂。
9.所述的引流管采用的是内径为28-32mm的带孔引流管。
10.所述的排气孔用于排出可溶隔板溶解时反应生成的气体，排气孔与可溶隔板的距离为0.4-0.6mm。
11.所述的连接器的内侧壁上设置有连接可溶隔板的台肩；所述可溶隔板上设置有用于容纳密封固定件的凹槽。
12.所述的密封固定件包括橡胶垫圈和环形垫圈；所述橡胶垫圈置于连接器与可溶隔板之间，并通过环形垫圈压紧。
13.所述的储药筒为上下敞口的圆柱形管状结构。
14.相邻耐温牺牲阳极之间的间距为30～50m。
15.一种高腐蚀油井的井筒防腐系统的防腐方法，包括如下步骤
16.步骤一：起出油管，通井；然后通过工程测井确定套破位置，再用两个封隔器找漏确定出水位置和出水段；
17.步骤二：根据出水段深度、水段长度、井深以及射孔段参数，确定油管上安装耐温牺牲阳极和长效控释工具的下井深度、长度以及封隔器下入的位置；
18.步骤三：根据步骤二，在设置封隔器以上的油管侧壁上安装耐温牺牲阳极，在油管的下端连接长效控释工具，在长效控释工具的下端连接筛管；
19.步骤四：将安装有耐温牺牲阳极和长效控释工具的油管下入井内；
20.步骤五：下封隔器座封到预设位置；
21.步骤六：置于长效控释工具内的多个可溶隔板从下至上，每间隔预设的时间，分次逐一溶解，置于溶解的可溶隔板上的固体药剂随之下落。
22.有益效果：
23.(1)本发明对油套环空防腐采用耐温铝系阳极，隔采段以下采用长效控释工具分段释放药剂对油管内、套管内进行了保护从而实现了油管的全方位保护。
24.(2)本发明对井筒的防腐方法，不需采用环空保护液，避免了环空保护液在套破情况下，对地层产生的污染。
25.(3)本发明中长效控释工具的设置，可以间隔预设时间下药，无须中途补充药剂，经济长效，易操作。
26.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例进行详细说明。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
28.图1是本发明的井筒防腐系统结构示意图；
29.图2是本发明中的长效控释工具的结构示意图。
30.图中：
31.1-耐温牺牲阳极；2-封隔器；3-长效控释工具；4-可溶隔板；5-油管；6-连接器；7-排气孔；8-环形密封垫圈；9-引流管；10-储药筒；11-固体药剂。
32.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下通过本发明的较佳实施例进行详细说明。
具体实施方式
33.下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例一：
35.参照图1和图2所示的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，至少包括油管5，还包括耐温牺牲阳极1、封隔器2和长效控释工具3；所述封隔器2套接在油管5外侧壁上；所述耐温牺牲阳极1间隔设置有多组，多组耐温牺牲阳极1设置在封隔器2以上的油管5外侧壁上；所述的长效控释工具3连接在油管5的下端，长效控释工具3的下端连接有筛管。
36.在具体应用时，首先起出油管5，通井；然后通过工程测井确定套破大致位置，再用两个封隔器找漏确定出水位置和出水段；之后，根据出水段深度、水段长度、井深以及射孔段参数，确定油管5上安装耐温牺牲阳极和长效控释工具3的下井深度、长度以及封隔器下入的位置，随后在设置封隔器以上的油管侧壁上安装耐温牺牲阳极1，在油管5的下端连接长效控释工具3；下入安装有耐温牺牲阳极1和长效控释工具3的油管5，在长效控释药剂工具3的下方连接筛管，筛管用于从工具下方流入介质，使长效控释工具3实施预设间隔时间的加药。
37.本发明对油套环空防腐采用耐温铝系阳极1，耐温铝系阳极1是一种牺牲阳极的阴极保护法，又称牺牲阳极保护法，是一种防止金属腐蚀的方法，即将还原性较强的金属作为保护极，与被保护金属相连构成原电池，还原性较强的金属将作为负极发生氧化反应而消耗，被保护的金属作为正极就可以避免腐蚀，隔采段以下采用长效控释工具3分段释放药剂，对油管内、套管内进行了保护，从而实现了油管的全方位保护。
38.本发明对井筒的防腐方法，不需采用环空保护液，避免了环空保护液在套破情况下，对地层产生的污染。
39.本发明无须中途补充药剂，经济长效，易操作。
40.本发明适用于井底温度低于70℃的环境下，对隔采后套管，油管内进行保护。
41.本实施例中长效控释工具3的下端连接的筛管，主要作用是使井液从筛管进入长效控释工具3，且避免其他杂质的进入。
42.实施例二：
43.参照图1所示的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，在实施例一的基础上，所述的耐温牺牲阳极1按照如下重量百分的材料制备而成：zn 4％～6％，in 0.035％～0.05％，sn 0.04％～0.1％，mg 0.3％～1.5％，la 0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为al。
44.在具体应用时，本技术方案中的耐温牺牲阳极1主要是对油套环空部位进行防腐。
45.其工作原理：
0.6mm。
59.在具体应用时，排气孔7上可以按照需求加装大小数量不一的排气孔，用于防止可溶隔板4溶解时产生的氢气形成气阻，阻碍可溶隔板4进一步溶解。
60.排气孔7既可以实现从内向外顺畅排气，又可以在储药筒下的可溶隔板未溶解时阻止长效控释工具3外的油水介质进入。
61.实施例五：
62.参照图1所示的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，在实施例三的基础上，所述的连接器6的内侧壁上设置有连接可溶隔板4的台肩；所述可溶隔板4上设置有用于容纳密封固定件的凹槽。
63.在具体应用时，连接器6采用本技术方案，能够实现连接器6与可溶隔板4的稳定、密封连接。
64.实施例六：
65.参照图1所示的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，在实施例三的基础上，所述的密封固定件包括橡胶垫圈和环形垫圈；所述橡胶垫圈置于连接器6与可溶隔板4之间，并通过环形垫圈压紧。
66.在具体应用时，密封固定件采用本技术方案，使得连接器6与可溶隔板4的密封连接效果较好。
67.实施例七：
68.参照图1所示的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，在实施例三的基础上，相邻耐温牺牲阳极1之间的间距为30～50m。
69.在具体应用时，相邻耐温牺牲阳极1之间的间距采用30～50m的方案，不仅能够起到，防腐保护的效果，而且节约成本。
70.相邻耐温牺牲阳极1之间的间距过大，防腐保护的效果相对变差；相邻耐温牺牲阳极1之间的间距过小，造成材料的浪费，增加了成本。
71.实施例八：
72.一种高腐蚀油井的井筒防腐系统的防腐方法，包括如下步骤
73.步骤一：起出油管5，通井；然后通过工程测井确定套破位置，再用两个封隔器找漏确定出水位置和出水段；
74.步骤二：根据出水段深度、水段长度、井深以及射孔段参数，确定油管5上安装耐温牺牲阳极1和长效控释工具3的下井深度、长度以及封隔器2下入的位置；
75.步骤三：根据步骤二，在设置封隔器2以上的油管5侧壁上安装耐温牺牲阳极1，在油管5的下端连接长效控释工具3，在长效控释工具3的下端连接筛管；
76.步骤四：将安装有耐温牺牲阳极1和长效控释工具3的油管5下入井内；
77.步骤五：下封隔器2座封到预设位置；
78.步骤六：置于长效控释工具3内的多个可溶隔板4从下至上，每间隔预设的时间，分次逐一溶解，置于溶解的可溶隔板4上的固体药剂随之下落。
79.在实际使用时，本发明适用于井底温度低于70℃的环境下，对隔采后套管及油管内的全方位保护。本发明对井筒的防腐方法，不需采用环空保护液，避免了环空保护液在套破情况下，对地层产生的污染。本发明中长效控释工具的设置，可以间隔预设时间下药，无
须中途补充药剂，经济长效，易操作。
80.实施例九：
81.在某油井内，起出油管，通井，然后通过工程测井确定套破大致位置，再用两个封隔器2找漏确定出水位置和出水段。根据漏水处的深度和长度以及井深，射孔段等参数，来确定安装耐温牺牲阳极和长效控释工具3的下井深度、长度以及封隔器下入的位置。根据该油井的套破的出水位置和出水段，以及井筒腐蚀情况，选择在封隔器2以上的油管外每隔30米安装一组铝系耐温牺牲阳极，共安装10组，对油套环空300米内进行防护，在封隔器以下油管尾部安装总长为100m的长效控释工具3，在长效控释工具3下部安装长度为2m的筛管，用于井筒的介质进入储药筒，筛管下端安装堵头，防止药剂、异物落入井筒口袋。其中每个储药筒10的长度为3m；将可溶隔板4装入连接器6内侧壁的台肩处，放入橡胶垫圈，最后用环形垫圈压实，相邻可溶隔板4之间放置固体药剂11。最后下入封隔器2座封即可。
82.实施例十：
83.在某油井内，起出油管，通井，然后通过工程测井确定套破大概位置，再用两个封隔器找漏确定出水位置和出水段。根据漏水处的深度和长度以及井深、射孔段等参数，来确定安装耐温牺牲阳极和长效控释工具3的下井深度、长度以及封隔器下入的位置。根据该油井的套破的出水位置和出水段，以及井筒腐蚀情况，选择在封隔器2以上的油管外每隔40米安装一组铝系耐温牺牲阳极1，共安装5组，对油套环空200米内进行防护，在封隔器2以下油管尾部安装总长为100m的长效控释工具3，同时在长效控释工具3的下部安装长度为2m的筛管，每个储药筒的长度为2m，将可溶隔板4装入连接器6内侧壁的台肩处，放入橡胶垫圈，最后用环形垫圈压实，相邻可溶隔板4之间放置固体药剂11。最后下入封隔器2座封即可。
84.实施例十一：
85.在某油井内，起出油管，通井，然后通过工程测井确定套破大概位置，再用双封隔器找漏确定出水位置和出水段。根据漏水处的深度和长度以及井深，射孔段等参数，来确定安装耐温牺牲阳极和长效控释工具3的下井深度、长度以及封隔器下入的位置。根据该油井的套破的出水位置和出水段，以及井筒腐蚀情况，选择在封隔器以上的油管外每隔50米安装一组铝系耐温牺牲阳极，共安装6组，对油套环空300米内进行防护，在封隔器以下油管尾部安装总长为100m的长效控释工具3，长效控释工具3的下部安装2m长的筛管，用于井筒的介质进入储药筒，筛管下端安装堵头，防止药剂、异物落入井筒口袋。之后，将可溶隔板4装入连接器6内侧壁的台肩处，可溶隔板上加工有凹槽，凹槽内放入橡胶垫圈，最后用环形垫圈压实，在可溶隔板之间放置固体药剂。最后下入封隔器座封即可。
86.其中的每个储药筒的长度为1m。
87.实施例十二：
88.耐温牺牲阳极与商用阳极对比实验
89.按照国标gb/t 17848-1999《牺牲阳极电化学性能试验方法》，开展耐温牺牲阳极与商用牺牲阳极对比实验。耐温牺牲阳极各成分及其质量百分比为zn 5％，in 0.05％，sn0.08％，mg1.0％，la 0.02％，余量为al。商用al-zn-in牺牲阳极各成分及其质量百分比为zn 2.8％，in0.03％，余量为al。
90.对比实验结果表明：
91.商用牺牲阳极表面腐蚀产物层比较厚，牺牲阳极表面有粘附性产物，晶界局部腐
蚀明显，促使腐蚀向纵深发展，牺牲阳极表面产生明显腐蚀凹坑，电流效率33.6％。
92.耐温牺牲阳极表面溶解均匀，腐蚀产物容易脱落，电流效率53.4％，较商用牺牲阳极提高50％以上。耐温牺牲阳极拥有更好的电化学性能，是更为优秀的阳极材料。
93.表1本发明的al-zn-in系牺牲阳极材料与商用al-zn-in牺牲阳极的电化学性能数据
[0094][0095]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
[0096]
在不冲突的情况下，本领域的技术人员可以根据实际情况将上述各示例中相关的技术特征相互组合，以达到相应的技术效果，具体对于各种组合情况在此不一一赘述。
[0097]
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0098]
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖性特点相一致的最宽的范围。依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

技术特征：
1.一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，至少包括油管(5)，其特征在于：还包括耐温牺牲阳极(1)、封隔器(2)和长效控释工具(3)；所述封隔器(2)套接在油管(5)外侧壁上；所述耐温牺牲阳极(1)间隔设置有多组，多组耐温牺牲阳极(1)设置在封隔器(2)以上的油管(5)外侧壁上；所述的长效控释工具(3)连接在油管(5)的下端，长效控释工具(3)的下端连接有筛管。2.如权利要求1所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的耐温牺牲阳极(1)按照如下重量百分的材料制备而成：zn 4％～6％，in 0.035％～0.05％，sn 0.04％～0.1％，mg0.3％～1.5％，la 0.01％～0.02％，杂质含量≤0.26％，余量为al。3.如权利要求1所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的长效控释工具(3)包括多个储药筒(10)、连接器(6)、引流管(9)和可溶隔板(4)；所述的多个储药筒(10)上下设置，相邻储药筒(10)之间通过连接器(6)连接；连接器(6)内的下部通过密封固定件水平连接有可溶隔板(4)；所述引流管(9)上端与连接器(6)内侧壁连接，引流管(9)下部设置在储药筒(10)内；在储药筒(10)与可溶隔板(4)之间的连接器(6)侧壁上设置有排气孔(7)，排气孔(7)的外部孔口上设置有在内部压力作用下可向外敞开的封口板；在储药筒(10)与引流管(9)之间的空间内放置有固体药剂(11)。4.如权利要求3所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的引流管(9)采用的是内径为28-32mm的带孔引流管。5.如权利要求3所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的排气孔(7)用于排出可溶隔板(4)溶解时反应生成的气体，排气孔(7)与可溶隔板(4)的距离为0.4-0.6mm。6.如权利要求3所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的连接器(6)的内侧壁上设置有连接可溶隔板(4)的台肩；所述可溶隔板(4)上设置有用于容纳密封固定件的凹槽。7.如权利要求3所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的密封固定件包括橡胶垫圈和环形垫圈；所述橡胶垫圈置于连接器(6)与可溶隔板(4)之间，并通过环形垫圈压紧。8.如权利要求3所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：所述的储药筒(10)为上下敞口的圆柱形管状结构。9.如权利要求1所述的一种高腐蚀油井的井筒防腐系统，其特征在于：相邻耐温牺牲阳极(1)之间的间距为30～50m。10.一种高腐蚀油井的井筒防腐系统的防腐方法，其特征在于，包括如下步骤步骤一：起出油管(5)，通井；然后通过工程测井确定套破位置，再用两个封隔器找漏确定出水位置和出水段；步骤二：根据出水段深度、水段长度、井深以及射孔段参数，确定油管(5)上安装耐温牺牲阳极(1)和长效控释工具(3)的下井深度、长度以及封隔器(2)下入的位置；步骤三：根据步骤二，在设置封隔器(2)以上的油管(5)侧壁上安装耐温牺牲阳极(1)，在油管(5)的下端连接长效控释工具(3)，在长效控释工具(3)的下端连接筛管；步骤四：将安装有耐温牺牲阳极(1)和长效控释工具(3)的油管(5)下入井内；步骤五：下封隔器(2)座封到预设位置；
步骤六：置于长效控释工具(3)内的多个可溶隔板(4)从下至上，每间隔预设的时间，分次逐一溶解，置于溶解的可溶隔板(4)上的固体药剂随之下落。

技术总结
本发明属于油井防腐技术领域，具体地涉及一种高腐蚀油井的井筒防腐系统及方法。本发明通过油管、耐温牺牲阳极、封隔器和长效控释工具构成井筒防腐系统；通过起出油管，通井，确定套破大概位置，再用双封隔器找漏确定出水位置和出水段；根据出水段深度和长度以及井深，射孔段等参数，来准备油管安装耐温牺牲阳极和长效控释工具的下井深度、长度以及封隔器下入的位置；下入油管，同时下入油管把耐温牺牲阳极和长效控释工具；下封隔器座封到指定位置，完成井筒防腐系统的布设。本发明保护了油套管环空，以及油管，不需采用环空保护液，避免了因环空保护液在套破情况下，对地层产生的污染；本发明无需补液，经济长效，易操作。易操作。易操作。


技术研发人员：李慧 李琼玮 谷成义 孙雨来 郭钢 刘爱华 苑慧莹 程碧海 刘宁 杨会丽
受保护的技术使用者：中国石油天然气股份有限公司
技术研发日：2022.03.15
技术公布日：2023/9/22