油田钻井抽油杆牺牲阳极阴极保护案例
石油钻井抽油杆及抽油管是石油开采过程中的重要环节,一旦发生抽油管断裂或者油管泄漏,就会导致整个油井停产甚至报废,抽油杆受原油采出水、H2S、硫酸盐还原菌、高温高压的各种腐蚀,腐蚀极为严重,采用牺牲阳极阴极保护不但可以解决抽油杆的腐蚀问题,还可以一起解决抽油杆偏磨的问题。
效果非常显著。
管道的阴极保护分为外加电流阴极保护和牺牲阳极阴
极保护。
管道是空心的管子,但对于象抽油井上的抽油杆这种实心管(杆)应用牺牲阳极保护及其保护距离的计算,就笔者检索所知还没有资料涉及。
抽油井采油是世界各大油田较为常见、也是较为主要的采油方式之一。
因此,重视对抽油杆的保护就显得至关重要。
据2002年文留油田作业调查统计,全年抽油井事故发生498井次,其中因抽油杆节箍出现断、脱事故的总数为352井次,占抽油井事故总数的70.7%。
抽油杆节箍处易断原因主要有以下几个方面:
(1)抽油杆材质的缺陷;
(2)抽油杆在井筒内受复杂拉伸压缩交变应力的作用;
(3)杆偏磨腐蚀严重。
造成杆脱的主要原因是:
(1)抽油杆下井时上扣扭矩不够;
(2)杆柱组合或生产参数不合理;
(3)杆柱固有的工作特性所致;
(4)抽油杆节箍处存在严重的偏磨、腐蚀现象。
采取下述办法可减少事故发生:
(1)加强质量管理,应用抽油杆超声波自动检测系统进行检测,杜绝不合格杆下井;
(2)提高作业质量,杜绝人为因素造成事故;
(3)严格按API标准认真优化杆柱组合和确定生产参数;
(4)增强杆的抗拉、抗疲劳强度。
抽油杆在井筒环境下的复杂受力情况和发生的偏磨(偏磨广义讲也是腐蚀,属于腐蚀中的磨蚀现象)腐蚀现象是不以人的意志为转移的。
(5)采用扶正短节,即将抽油杆节箍适当加长,然后在节箍加长空间内装填锌铝合金牺牲阳极块,同时利用尼龙扶正器解决偏磨问题。
文留油田通过20多年的生产开发目前已处于“高温、高矿化度、高含水”及伴生有CO2,H2S气体和细菌等介质的恶劣环境(井温90~120℃,矿化度30~170g/L,综合含水77.1%,SRB细菌含量10~104个/mL,Cl-含量40~120g/L),产出水pH值为 5.0~6.5(呈弱酸性),再加上杆节箍处应力集中以及材质缺陷等因素,从而造成抽油杆断裂和脱扣。
据2002年文留油田统计,全年发生杆断、脱扣事故的352井次中,因杆节箍腐蚀造成的有274井次,占全年抽油井事故作业总数的55%。
因此,于2003年初研制应用了抽油杆牺牲阳极扶正短节。
2003年1~4月份共在68口偏磨腐蚀严重的抽油井上进行了应用,平均检泵周期较过去延长了35天,经济效益显著。