采油井掺水管线穿孔原因分析及治理

采油井掺水管线穿孔原因分析及治理

李雪莲1杨海波2石晓琳3

1.大庆油田有限责任公司第四采油厂第一油矿北六队黑龙江大庆1630002.大庆油田有限责任公司第四采油厂第一油矿北六队黑龙江大庆1630003.大庆油田有限责任公司第四采油厂第一油矿北三队黑龙江大庆163000

摘要：采油井掺水管线随着使用年限的增加，管线腐蚀现象加剧，管线内壁不均匀变薄，承压能力降低，局部穿孔、破裂，造成泄露的事故时有发生。现场采用使用防腐管道，专人盯现场，降低掺水管线运行压力，改变常规热洗方法来解决问题。

关键词：掺水管线；穿孔；原因；治理

引言

大庆油田XX采油厂XX油矿杏XX采油队，共有采油井123口。采油井掺水管线随着使用年限的增加，管线的腐蚀现象越来越严重，管壁变薄，管道承载能力降低，管体局部穿孔、破裂，泄露事故经常发生。仅XX年穿孔井次达到25口，穿孔次数达到45次。具体穿孔情况下见表1。

表1XX年XX队掺水管线穿孔情况调查表

1造成管线穿孔的原因

1.1管线内所输送介质具有腐蚀性

目前采油井掺水管线内所输送的介质为经过三合一初步沉降的地下油田水，油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳、硫化氢等气体。此外，油田水中存有的硫酸盐还原菌等微生物也会对金属产生严重腐蚀。

1.2人为因素对管线的损伤

采油队在施工中用挖掘机进行挖管线漏或进行其他挖掘操作时操作不当，造成管线穿孔。

1.3管线超高压运行

图1-1

随着管线使用年限的增加。管线内壁已经不均的变薄（图1-1）。目前我队使用的掺水管线均为Φ60×4mm。对25口曾经堵漏井在补漏操作时进行调查：发现管线腐蚀最薄处厚度仅为0.65mm。根据无缝钢管的壁厚和承压的计算公式：P=（2×δ/S×б）/D，其中P为压力，D为管子外径，δ为抗拉强度，б管子壁厚，S为安全系数。

压力P小于7MPa时，S=8，P在7至17.5MPa时，S=6我们所使用的管线为中压管线。承压在2.5～6.0MPa.故安全系数为8。Φ60×4mm掺水管线，它的抗拉强度为410。

正常时Φ60×4mm的掺水管它的承压能力为：

P=（2×δ/S×б）/D

=（2×410/8×4）/60

=6.8MPa

而目前管线在长期生产后，当管线壁厚仅为0.65mm时，它的承压能力为：

P=（2×δ/S×б）/D

=（2×410/8×0.65）/60

=1.1MPa

采油队10座计量间一个月内掺水压力进行调查，最低运行压力在1.4Mpa，如表2。

表2各计量间掺水压力运行情况表

1.4热洗方式不合理

目前采油队热洗时采用单独的热洗流程，在洗井过程中，中转站出口压力要求在1.8MPa以上，在2小时内热洗压力波动大（如表2-2），很难控制平稳。XX队热洗周期集中在每月的3-10日。对全队计量间所管抽油机井热洗时压力变化及热洗前后的穿孔井次进行统计对比，见表3。

表3热洗时压力变化表

通过对比表可以看出热洗后穿孔次数多于正常生产时的穿孔次数，见表4。

2掺水管线穿孔危害

2.1掺水管线穿孔后，会造成大量的含油污水外泄，造成土壤和环境的污染

2.2掺水管线的频繁穿孔给生产和补孔工作带来了极大的不便

冬季时，因堵漏停掺水时间过长，造成管线冻堵，仅2013年冬季补孔时，因关井时间过长就冻井3口。

2.3补漏工作频繁给操作人员带来极大的劳动强度

漏点在50cm以下时改为小于50cm，可人工挖漏点，大于50cm时，需上挖掘机进行漏点的挖掘。特别冬季补孔时，操作人员劳动强度非常大。

3降低掺水管线穿孔频次治理措施

3.1正确选用防腐管道

针对于掺水管线腐蚀情况，在今后更换管线时选用纳米涂层防腐管道。此管道具有防腐、防垢，防结蜡的优点，而用使用时间长。

3.2专业人员盯现场

施工作业时，由熟悉管线位置的岗位员工盯现场，指挥挖掘机进行操作。通过实施本项措施后，无一口井管线由于人为因素造成补孔操作。

图2

3.3降低单井管线运行压力

使用计量间掺水控制阀门（如图2）。其工作原理：在计量间内进行掺水控制，把掺水流程的降压点从采油井井口前移至计量间单井掺水管线上，这样可以有效的降低单井管线的运行压力。即保证了一个较高的掺水系统压力，又避免了由于掺水系统压力低造成的掺水管线倒灌事故。

在XX队掺水管线运行15年以上的46口采油井上分别安装使用计量间间内掺水控制阀。并对612站内安装的6口计量间掺水控制阀的井，在不同掺水量下测取的压力列表统计，见表5。

表5降压后压力与水量变化统计表

通过使用计量间单井控制阀门，达到了降低掺水管线运行压力的目的。

3.4改变热方式

针对穿孔率高的采油井，为了避免由于热洗工作，给掺水管线带来高压，将常规热洗改为高压清洗车在井口进行洗井工作，其优点如下：

第一，热洗过程中压力平稳。

第二，清洗清蜡效果较常规热洗更为彻底，可延长热洗周期。

对18口穿孔频繁的采油井的热洗方进行调查发现，其中8口已用高压清洗车进行热洗，其余10口均采用常规热洗方法热洗。目前通过对10口井改为高压清洗方式洗井，热洗后管线穿孔数为0，而且将热洗周期，由原来的90天延长为120天。

4结论

通过以上几项措施后，管线穿孔由去年45次降低到13次，取得经济效益8万多元；减轻了员工的劳动强度，减少含油污水对土壤的破坏，保护了环境。

参考文献：

[1]孙晓宝.油田防腐管道管输规律研究[D]大庆：东北石油大学，2007.

[2]黄金.大庆油田油气管道腐蚀机理及防护技术探讨[J].石油和化工设备，2019，22（05）：81-82+89.

作者简介：

1.李雪莲（1976年5月—），女，黑龙江大庆人，大庆油田技能专家，本科学历，研究方向：石油工程。

2.杨海波（1976年5月—），女，黑龙江大庆人，中石油技能专家，本科学历，研究方向：石油工程。

3.石晓琳（1989年8月—），女，黑龙江大庆人，高级工，本科学历，研究方向：采油工程。