油井套管阴极保护方案.docx
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1、油井套管阴极保护方案 第一篇:油井套管阴极爱惜方案 油井套管防腐是各大油田生产中的一项重大技术难题,是影响油田稳产的关键技术。油井套管阴极爱惜探讨起先于1938年,美国及中东相继在单井上起先应用油井套管阴极爱惜技术,得到令人满足的防腐效果。到20世纪60年头,国外进展了区域性阴极爱惜技术。目前对套管的爱惜深度可达2400米,最深达4000米。多年来的实践证明,对套管实施阴极爱惜,是减缓和防止其外壁腐蚀破坏的有效措施。如美国德克萨斯太阳勘探开发公司,20年来对2178口井进行阴极爱惜,有效率达88。在国内,20世纪70年头末80年头初由江汉和大庆油田分别进行了单井阴极爱惜工业试验,1985年华北
2、油田在留70断块油田开展区域阴极爱惜,平均有效率为96.15。 油井套管阴极爱惜方案 一、概述 在油气田和油气藏,要在井筒里下入套管以增加油气井的稳定性,套管起着爱惜井眼、加固井壁、隔绝井中的油、气、水层及封固各种困难地层的作用。根据井的深度和运行条件,在接近地表的井筒里几根套管要套接在一起,称为套接式油井套管。在外层套管与四周地层岩石之间的环形空间里要注入水泥,直到新井地面的整个井筒深度,目的是封堵上部地层,隔开淡水地层与盐水地层,并靠它承受四周岩石土层的挤压力。 在油井套管无水泥的层段里含有剩余的钻井泥浆和大小不等的岩石颗粒,而钻井过程的循环泥浆里含有硫酸钡和水的悬浮液,它们密度很高,而且
3、常含有盐分,这会促进腐蚀电池的作用。 在油气井整个深度上,井下套管要穿过若干种不同的地质地层,包括盐水层和惰性基岩。此外,根据地层条件,还会有腐蚀性气体CO 2、H2S,并且不同地层的温度差异可能高达50,这些因素都增加了深层土质的腐蚀性,因为地层里的盐分和形成的浓差电池会限制套管外表爱惜膜的形成。 随着油水井投产后生产时间的不断延长,油、气、水井套管的状况慢慢变差,甚至损坏,套管损坏有错断、变形、裂开等多种形式,但多是由于套管接触到四周的腐蚀介质而遭受腐蚀,导致套管壁变薄,引起强度减弱,从而产生穿孔、断裂、变形等现象,可以说腐蚀是引起套管损坏的一个主要缘由。 国外从20世纪40年头起先调查套
4、管腐蚀损坏的缘由;在50年头初,美国海湾石油公司就对2429口油井进行调查,结果说明,有47%的油井发生了套管腐蚀破坏。3年之后,对气井也做了类似的调查,美国有45%的气井的套管遭到了不同程度的电化学腐蚀,并且以套管外部腐蚀为主。 我国以大庆油田为例,随着大庆油田开发时间的延长,套管腐蚀外漏的问题也呈现上升的趋势,特别是浅层套管腐蚀严峻。通过调查取样,仅喇嘛甸油田就觉察70口井,而长垣油田内部套管腐蚀外漏井数竟高达400余口,因腐蚀损坏的井又占套管损坏井总数的5%。严峻的井仅3年时间套管就发生腐蚀外漏,腐蚀速度高达2.6mm/年。 在对长庆油田的调查还觉察,从投产到腐蚀穿孔最短时间为16个月,
5、最长为5年半。在对马岭油田调查的429口井的调查中,腐蚀穿孔的就有34口,占调查井数的7.9%。 套管腐蚀穿孔,将出现多点破漏,腐蚀会加速套管的疲乏进而过早变形和损坏。套管腐蚀外漏不仅导致油水井不能正常生产,在经济上造成巨大的损失,而且造成了巨大的奢侈以及严峻污染环境。 世界各国油田开发进程说明,随着油水井生产的时间延长,开发方案的不断调整和实施,由于地层地应力的转变、油水井作业及其他施工的影响,油、气、水井套管状况越来越差,使油井不能正常生产,甚至使井报废,以致影响油田稳产。 二、油井套管阴极爱惜原理 油井套管阴极爱惜,是在油井较密集或油井相对集中的区域,平均每2-4口油井打一口阳极深井,作
6、为阴极爱惜系统的阳极,通过恒电位仪施加强制电流,为套管供应均匀、足量的阴极爱惜电流,然后通过井口旁边的汇流点流回恒电位仪的阴极,构成闭合回路,使油井套管充分阴极极化,从而避开或减轻油井套管的腐蚀。 深井阳极阴极爱惜与其他阴极爱惜方法相比具有以下优点: 1、输出可调: 深井阳极阴极爱惜接受恒电位仪作为外加电流阴极爱惜的输出电源,具有恒电流和恒电位的功能,解决了牺牲阳极输出电位缺乏和输出电流电位无法调整的问题。 2、辐射范围广 由于深井阳极位于地下水丰富的深层土壤中,可以有效降低阳极体的接地电阻,这样可以使阳极体的有效辐射范围大大提高,使深埋在地底几公里的套管都能到达很好的爱惜效果,在削减阳极地床
7、的数量的同时降低本钱。适用于空间狭小、土壤电阻率高的地方。 3、电流分布均匀 深井阳极体与油井套管之间保持确定的距离,从而使套管外表的阴极爱惜电流分布更加均匀,对其他埋地金属构筑物的干扰也相对较小。 另外,深井阳极阴极爱惜还具有受气候影响小、接地电阻稳定、杂散电流干扰小及占地面积小、运用寿命长、安装便利等优点,适合于管网密集、工况恶劣的油气田生产设施的腐蚀防护。 我国原石油部于1992年公布的油井套管阴极爱惜的管理规定,明确提出井口爱惜电位必需到达一095V或更负,才到达良好爱惜。因此在井站的区域阴极爱惜中均执行这个要求。 油井套管,包括油井、气井、水井,其防腐蚀接受阴极爱惜,理论成熟、工艺简
8、洁、施工便利、技术经济效益可观 三、以胜利油田为例油井套管阴极爱惜经济效益分析 胜利油田在四十余年的开发过程中,由于长期的注水开发,使原来就困难的地质条件变得更加困难,油水井套管的状况越来越差,套损井也逐年增加。胜利油田大量套损井,主要集中在孤岛、孤东、胜坨、埕东、渤南和滨南等几个大型整装含油气构造上。另外,疏松砂岩油藏和几个稠油热采工艺区域冲突尤为突出。据查,胜利油田截止1991年底套损井已占油、水井总数的特别之一,16400多口井中就有1659口套损井其中包括正式批准工程报废井266口。截止到今年的4月,胜利油田有限公司不包括海洋、清河有油水井27375口,其中有套损井5427口其中油井3
9、318口,水井2109口,占总井数的19.8。报废井4838口,其中因套损缘由报废的1502口,占31.1;停产井7212口,因套损缘由停产井2089口,占29;生产井15325口,其中套损井1836口,占12。如此数量的套损井的出现,必定影响到井网的完善和布网的困难,油田不得不投入大量资金打更新井和替补井,也相应地增加了作业工作量,更重要的是影响了油田的开发效果和经济效益。并且,胜利油田每年新增加套损井400口,已连续三年超过430口。 以孤岛油区为例,孤岛油区油井套管平均寿命为11年5个月左右,每口井修复费用平均为30万元,而钻一口井费用最低也在180-200万元左右,油井套管接受阴极爱惜
10、每口井平均费用8-15万元,而接受阴极爱惜后,油井的平均寿命可以延长一倍左右,每口井可节省20多万元的投资,假如按保守估计,胜利油田有1/3的油井可以接受油井套管阴极爱惜,光节省的修复费用就高达7亿,这还不包括因油井修复或停产造成的损失,经济效益特别可观。 由此可见,油井套管阴极爱惜的投资费用远远低于前者的投资,经济效益特别可观,是一种有效的高性价比的技术。假如该技术能够在胜利油田乃至全国的油田推广普及,将会在油田稳产增产方面作出极大奉献,在应对史无前例的高油价的挑战中,将会发挥不行磨灭的历史功勋。 以上由东营奥科供应有关资料。 其次篇:阴极爱惜施工方案 阴极爱惜施工方案 兰州某区饮水工程运用
11、的是埋地钢管。全长4200米。为了减缓土壤对钢管的腐蚀,接受了防腐蚀涂料和外加电流法阴极爱惜联合防护措施。 一、施工法 一涂刷环氧煤沥青漆 管道外表喷砂处理后,涂两道环氧煤沥青漆。 二阴极爱惜施工: 1、外加电流法阴极爱惜的供电部分安装。 供电部分主要包括恒电位仪,电源系统和恒电位仪输出系统三部分,设在爱惜站内, 1恒电位仪经调试后即进行固定,并安装电源线和恒电位仪的输出。输出线由仪器通过接线箱引至架空线路,再引至阳极床、阴极通电点及参比电极等处,从而为阴极爱惜供应电流。 2电源系统安装:电源箱打眼固定后,接好电源线和输出电源线,并安装接线板。 3恒电位仪输出系统的安装:接线箱引至架空线路的电
12、缆及限制线端头进行焊接线鼻、上锡。阴阳极电缆线各二根,参比电极讯号线3根、阴极讯号线2根。室内电缆及限制线均穿镀锌钢管,覆放在地面上。室外部分埋入地下。然后引至架空线路的第一根电杆上,与架空线路的电缆线,讯号线相连接。 2、架空线路的架设 架空线路共计1300多米,25根电杆上横担一个,每个横担上按4只瓷瓶。电缆阴极、阳极线分别为两根用瓷瓶固定。限制线则用钢绞线挂吊,电杆要安装避雷器。共安7个避雷器。 3、阳极床的安装: 1阳极床是由34只石墨阳极组成,分布在17个阳极井中,每个井内两支阳极。引线并联连接,由地下引至电杆并与架空线路中阳极线相连。 2将石墨阳极的引线端头剥皮、打磨与铜接线鼻锡焊
13、待用。 3用25PVC管制作排气管。制排气管17根,每根长5米,上面有一串间距20的小孔,导气管共15根,每根长2.9米。放空管3根,长1.5米,上端钻小孔若干。护套管200,长1.5米。 4在地面上将阳极用尼龙绳绑在塑料排气管上,使阳极对着排气孔,并将引线固定好。将石墨阳极碎块填料放入井中,使其厚度25。将绑好的石墨阳极及排气管放入井中摆正。在阳极四周填满石墨碎块。阳极顶部填料厚25。 5排气管、导气管和放空管通过三通塑料管连接。电缆线和阳极引线的连接严格按图纸设计进行,用铜螺栓及铜螺母连接好。然后用塑料管、环氧沥青漆将结点绝缘密封。导气管与电缆线双根平行敷设,四周铺黄砂300。上盖水泥盖板
14、。将34支阳极的接线引至电杆处。回填土,平整并竖标牌。 4、阴极通点及电位测量点处各开挖一个面极11.5米,深1.5米的坑,露出管道顶部,然后将涂层去除洁净共三点。阴极通电点二条阴 极电缆线及一条阴极电位讯号线。 1按图纸设计加工紫铜接线鼻,加强板并截取足够长的电缆线、屏蔽线。 2用铜焊法将铜接线鼻焊在加强板上,再将加强板接受四周角焊法焊接在管道上。将接头处用环氧沥青漆或玻璃布进行防腐绝缘。然后用松软土回填。 3电位监测点信号线引至地面,接在测试接线板上,阴极通电电缆线引至电杆时,按电缆沟敷设法敷设。 4阴极通电点电缆及阴极讯号线与架空线相连,接点用环氧沥青漆封闭绝缘。 5、参比电极井的安装:
15、 管线爱惜电位的限制及监测接受长效饱和硫酸铜电极和镁电极两种参比电极。 1精确找出管线的位置,确定井位,使井的中心靠近钢管,将参比电极用尼龙绳悬挂在井内的钢筋架上,参比电极引线由地下引至电杆与架空线路限制线连接,按电缆沟法敷设,在限制参比电极井旁边埋放一支镁电极。其引线有地下引至电杆与架空线路限制线连接。按电缆沟法敷设。 二、阴极爱惜装置调试及验收 全部安装完毕后,在爱惜站内开车调试,检查电源、恒电位仪接线无误后,给恒电位仪送电。调整电位为设计指定的爱惜电位,使阴极爱惜装置投入运行,调试测量内容如下: 1管道的腐蚀电位 2镁电极相对硫酸铜参比电极电位。 3当恒电位仪恒电位为1.0V、1.1V、
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