渤海某油田注水井筛管失效测试及原因分析

目的 对注水井防砂筛管失效进行原因分析,解决注水井防砂问题。方法 针对渤海某油田注水井的防砂筛管失效问题,打捞失效筛管,并对破损区取样,通过损伤部位宏观和微观形貌、关键区域EDS能谱成分测量及室内模拟测试与计算分析等手段,综合分析各部位的损伤特征及规律。结果 宏观和微观形貌分析结果表明,损伤区域呈现明显的冲蚀损坏特征,测试与计算结果得出损伤速率为1.299 mm/a,寿命预测约为0.35 a(4.2个月),与现场实际比较吻合。结论 地层砂在筛管外堆积,造成筛管堵塞,形成高压差,高速注入水冲击筛管外的堆积砂,形成含砂流体在筛管外表面附近区域的紊流,对筛管局部反向冲击形成含砂流体冲刷腐蚀,从而造成局部冲蚀破坏穿孔。为有效解决冲蚀损伤问题,建议后续采取砾石充填防砂方式。     

我国海上油井管腐蚀与防护研究进展

总结了我国海洋环境油井管的防腐实践,为类似油气田开发提供技术参考。指出了我国海上油气井的环境与腐蚀状况,针对腐蚀环境特征,分仅含二氧化碳井下环境、含硫井下环境及热采井高温环境进行防腐技术总结。海洋环境油井气井内、外腐蚀均较严重,外腐蚀主要为海洋环境大气腐蚀,内腐蚀失效的原因多为CO2引发的腐蚀,此外因作业需要,井筒内流体性质的变化也加剧了内腐蚀失效。针对单独CO2腐蚀环境,建立了海上特色的防腐图版,并提出三种低成本防腐策略;针对H2S腐蚀环境,开展了不同材质的腐蚀规律研究与服役寿命预测;针对热采井高温腐蚀环境,开展了氧含量、高温腐蚀与热应力叠加强度变化研究。研究认为,海洋环境油气井外腐蚀可采取涂敷、牺牲阳极、阴极保护,井下CO2腐蚀可以采用防腐选材图版选择合适材质,为降低成本可以采用组合管柱防腐,含H2S环境可采用碳钢或低铬钢,以降低硫化物应力开裂(SSC)和应力腐蚀(SCC)风险,热采井宜控制含氧量及热强度衰减的影响。     

高速公路软基处理中袋装砂井参数优化设计

本文在简单论述袋装砂井排水固结机理的基础上,计算并对比分析了高速公路软基处理中不同参数的砂井经不同时间预压后的固结度,探讨了砂井直径、间距、长度等参数的优化设计问题.     

国内动态

新型井下沉砂器在中原油田采油五厂研制成功随着油井老区注水开发时间的延长 ,油田出砂的情况越来越严重 ,所出砂多以细粉砂为主 ,造成油井检泵周期短、维持生产困难 ,运用传统机械防砂工艺存在防细砂难、造价高和重复利用率低的问题 ,造成出砂油井生产成本居高不下。中原油田分公司采油五厂的技术人员从防砂机理上大胆改进 ,利用旋流—离心分离原理设计了井下沉砂器 ,将原有防砂技术的挡砂、排砂变为沉砂。在现场２２井次的应用表明 ,这种新型沉砂器可以分离大于０．００５ｍｍ粒径的细砂 ,防砂效果好 ,具有结构简单、安装方便、加工成本低…     

高压线下袋装砂井的施工

在公路软基处理过程中，如公路上空有高压线穿越，则往往因高压线下净空不够使袋装砂井无法施工，采用其它处理方式时，往往导致处理费用大幅上升。本文介绍了套管接驳的方式施工装砂井的工艺，经济可行，可供同行借鉴。     

高温热采井作业安全控制技术

油田通过向稠油井注入350℃高温蒸汽开采原油,为避免作业施工过程中发生高温蒸汽溢出烫伤事故,开展热采稠油井高温蒸汽安全控制技术研究。主要研究了井下高温封控装置、井下控制开关装置和井口高温防喷装置等技术。对高温密封材料进行了有限元分析,开展了高温密封材料弹性性能试验,得到了高温密封性能参数;对井下控制开关装置进行了开关可靠性试验,得出了开关压力控制参数。通过室内和现场试验证明,井下高温封控装置耐温达到350℃,井下控制开关装置控制成功率100%,实现了安全封控高温蒸汽的目标,提高了作业施工安全性,避免了高温烫伤事故。     

瓦斯地面安全高效抽采井网优化数值仿真研究

煤层气田瓦斯抽采井的间距和布置直接关系到瓦斯的抽采速率及总产量,而瓦斯的地面安全高效抽采对于促进煤矿安全生产、提高能源利用率具有重要的战略意义。以吉林某煤田为例,通过室内压汞试验、煤样气体渗透试验和甲烷吸附试验,研究了煤样基质孔隙度、不同压力条件下煤样渗透率和不同温度下煤样的Langmuir等温吸附-解吸特性;采用双孔隙度单渗透率模型对试验井瓦斯抽采历史产量进行拟合分析,并对深部瓦斯抽采井群布置进行系统的模拟计算,揭示了不同井距抽采时抽采井瓦斯产气速率、累计产量、储层压降以及储层瓦斯浓度随时间的变化规律;通过计算分析不同井距时储层的采收率,确定了瓦斯矩形井网抽采时的最优井距。该研究成果可为同类型低阶煤高瓦斯矿井瓦斯地面抽采井网设计提供理论支撑。     

取换套管安全卸压装置的研制

中国石化中原油田由于高压注水影响、盐岩层塑性流动、疏松砂岩油层大量出砂及固井、采油增产措施等原因,造成套管损坏。据统计,2006年事故井总口数为1352口,套管损坏井口数为747口,占事故井总口数的55．25％。油水井套管的严重损坏,破坏了注采井网,造成注采失衡,制约了增产增注措施的实施,使得已控制的储量重新损失掉,每年事故井200～300口左右,损失控制储量1700×10^4t以上;加大了层间矛盾和自然递减,增加了油田稳产难度,对套管损坏井的修复势在必行。     

热采井硫化氢的治理技术研究

随着稠油资源的开发,热采规模逐步扩大,热采区块采出液硫化氢含量不断升高,井口及套管气含有大量的硫化氢,严重威胁相关作业人员的生命安全。针对这一安全隐患,研究了3种模式的硫化氢治理技术,包括井筒加药治理技术、套管抽吸治理技术和套管喷射治理技术,分别应用于正常生产期间产出液中硫化氢治理、套管气中硫化氢的治理和洗井时整个油井内硫化氢的治理。该治理技术在现场得到了应用,GDGB1-02井采用井筒加药治理技术,采出液伴生气中硫化氢含量由治理前的8 000 mg/m3降至20 mg/m3以下,低于安全生产规定的30 mg/m3以下;GD2-24P530井采用套管抽吸处理技术,套管气中硫化氢含量由治理前10 000 mg/m3降低到测不出;GD2-23X530井采用套管喷射处理技术,硫化氢含量由治理前3 200 mg/m3降低到检测不出,实现了热采井硫化氢的安全治理,消除了安全隐患。     

含氰废水深井注入技术的可行性研究

利用大庆油田特殊的地质构造,将氰化物浓度０．０５ｍｇ／Ｌ的含氰废水注入油田边水构造。通过储层砂体吸附和渗透率损害实验,证明储层对氰化物有吸附作用,不同平衡浓度下砂体的静态吸附量为４．８８μｇ／ｇ,动态吸附量为２．８３７μｇ／ｇ,氰化物不堵塞地层,根据注入井与注入井、注入井与采油井之间距离的不同,共布设８种注入方案。设计注入井的注入量为２１０ｍ^３／ｄ,采油井的产液量为１０５ｍ^３／ｄ,以采油井采出氰化物浓度０．０５ｍｇ／Ｌ为限定值,基于动态吸附实验结果和边水对氰化物的稀释作用,应用聚合物驱油模型计算最佳的注入方案,该方案为注入井之间的间距１．０ｋｍ,注入井与采油井之间的间距为２．５ｋｍ,注入年限为５４年。研究结果表明,在大庆油田实施含氰废水的深井注入是可行的。既达到处理含氰废水的目的,又利用含氰废水驱替原油,具有实用价值和推广作用。     

含砂海水对40Cr钢加速冲刷腐蚀性能影响

目的研究40Cr钢在实际海水中的冲刷腐蚀性能。方法采用自制旋转冲刷实验装置,模拟实际海洋环境对40Cr钢进行实验。试验介质为含有质量分数为0.15%、0.3%、1%石英砂(300目左右)的青岛海域天然海水,冲刷流速分别为1、3、5 m/s。用交流阻抗谱和极化曲线测试检测其冲刷腐蚀性能,采用失重法测量冲刷腐蚀速率,并用扫描电镜观察其表面形貌,用XRD、EDS技术检测腐蚀产物成分。结果当流速一定,石英砂的质量分数为0.3%时,腐蚀速率最小,交流阻抗谱和极化曲线结合分析显示,此时最耐腐蚀,腐蚀产物成分为FeO(OH)。当含砂量一定时,随着流速的增加,试样腐蚀速率快速增加,耐蚀性逐渐下降,腐蚀产物主要成分为Fe O(OH)。结论流速对40Cr的冲刷腐蚀速率影响较大,而含砂量对冲刷腐蚀速率的影响较小。     

船舶海水管路冲刷腐蚀仿真分析及预测

目的 获取船舶海水管路系统中弯管在不同因素影响下的冲刷腐蚀规律,预测其冲刷腐蚀速率.方法 采用试验测试和数值仿真相结合的方法,研究管路系统中弯管在不同海水流速、管径、弯径比影响下的冲刷腐蚀规律,采用灰色关联分析各因素对冲刷腐蚀影响的严重程度,最后建立冲刷腐蚀速率预测方程.结果 随流速增加,最大冲刷腐蚀速率先增大、后趋于平稳;随管径增加,管壁最大冲刷腐蚀速率逐渐减小;随弯径比增加,管壁最大冲刷腐蚀速率先减小后略有增加.不同因素对冲刷腐蚀速率影响的严重程度由大到小为弯径比、流速、管径.结论 数值仿真方法可快速获取管路参数变化对冲刷腐蚀速率的影响,基于仿真结果建立的冲刷腐蚀速率预测方程可以很好地预测不同因素影响下的弯管冲刷腐蚀,有较高的预测精度.     

油田用双金属机械复合管失效原因分析与对策

目的 分析研究双金属机械复合管的失效原因,并提出改进措施。方法 对比说明双金属机械复合管几种常见的典型制造方法及其优缺点,介绍应用中典型传统焊接工艺焊接的环焊缝腐蚀剌漏或穿孔、环焊缝开裂、内衬塌陷或鼓包以及爆管等常见的失效形式,利用现场应用的失效实例、统计数据和室内检测结果,分析这些失效类型的原因,并提出针对性建议或措施。结果 双金属机械复合管几种典型的制造方法各有优缺点,但其产品的内衬与基管的结合力均较小。造成其管材失效的主要原因有高压、高温、含CO2/Cl^–腐蚀介质、封焊结构、焊接工艺、外防腐层施工、应力腐蚀或电偶腐蚀等。根据现场应用实践,提出并应用了管端堆焊结构、环焊缝用镍基合金焊材、增加内衬厚度和小管径等防止失效的建议或措施,取得很好的防护效果。结论 造成此类管材失效的因素有腐蚀、封焊结构、焊接、外防腐施工及应力腐蚀或电偶腐蚀等,可采取堆焊结构、镍基合金焊材、厚衬层和小管径等措施。     

风荷载作用下钢管脚手架新型外挂防护网受力性能试验研究

为研究钢管脚手架新型外挂防护网在风荷载作用下的受力性能,通过室内水平往复荷载试验,分析了新型外挂防护在两组不同分载装置作用下的最大变形、破坏最薄弱位置以及对整个脚手架架体的影响.结果表明:在标准风荷载作用下,该新型外挂防护网对整个脚手架架体的影响很小,主要应变都出现在防护网的外框及斜撑骨架上;随着作用荷载的逐渐增大,防...     

涡轴发动机燃气涡轮叶片热腐蚀机理分析与改进

目的 提高航空发动机燃气涡轮工作叶片的结构完整性、安全性和可靠性。方法 以某型涡轴发动机燃气涡轮转子叶片热腐蚀案例为研究对象,详细阐述热腐蚀下燃气涡轮转子叶片的结构破坏形式,分析发生热腐蚀部位的分布规律。通过冶金分析方法,研究燃气涡轮转子叶片的热腐蚀-疲劳失效形式。结果 燃气涡轮叶片高摩擦系数的区域在高温燃气的冲刷效应以及热盐腐蚀的作用下,发生表面涂层腐蚀剥落。涂层腐蚀剥落部分的叶片合金基体受到高温燃气的氧化与侵蚀后,形成了热腐蚀坑。腐蚀坑表面的凹凸处出现应力集中,并萌生裂纹,最终引起叶片疲劳断裂。结论 探究了典型腐蚀性物质对燃气涡轮转子叶片的耐高温涂层与镍基合金基体侵蚀与氧化的化学本质,最后针对燃气涡轮转子叶片热腐蚀问题提出了改进建议,可对防范航空涡轴发动机热腐蚀问题提供有益参考。     

铝合金表面阳极化层环境损伤失效行为研究

目的研究7B04铝合金硫酸阳极化层环境作用下的失效行为,分析单独盐雾试验和环境谱作用下阳极化层的损伤行为和影响因素。方法通过中性盐雾试验和环境谱周期性试验(盐雾试验+温度试验)研究了硫酸阳极化层在不同腐蚀时间或不同腐蚀周期下的腐蚀损伤变化过程,并采用体视显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察了不同腐蚀时间下或不同腐蚀周期下的表面形貌,结合有限元方法研究了阳极化层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的热应力,定量分析了热应力对阳极化层失效行为的影响。结果经历中性盐雾试验和环境谱试验的硫酸阳极化层损伤失效现象是不一样的,中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要呈鼓起开裂失效,而环境谱试验中硫酸阳极化层以开裂剥落失效为主。结论中性盐雾试验中硫酸阳极化层主要是腐蚀介质通过表面微孔进入基体,导致基体腐蚀阳极化层鼓起,而环境谱试验因温度作用产生的热应力引起了硫酸阳极化层的开裂,形成了腐蚀介质进入基体的通道,引起阳极化层的剥落。     

渤海L油田油井生产管柱腐蚀失效原因分析及对策

目的 渤海L油田部分油井管柱频繁发生腐蚀失效穿孔,严重影响油田正常生产,为了延长井下管柱服役时间,对管柱腐蚀失效原因和防护对策进行分析.方法 采用形貌观察、金相分析和扫描电镜等手段对失效管柱及腐蚀产物进行研究,同时从油田水离子组成、腐蚀性气体、细菌含量和管柱冲蚀等方面开展腐蚀原因分析.结果 失效油井管柱主要为局部穿孔和...     

表面处理技术提高混凝土内置钢筋耐久性的研究

采用热喷涂Zn金属涂层、涂覆环氧树脂涂层和电沉积Zn/钝化等表面处理方式,对混凝土内置钢筋进行处理,通过电化学交流阻抗谱技术(EIS),探讨处理后的钢筋在混凝土中的腐蚀行为,并与未经防护的钢筋进行了比较。结果发现,在混凝土包覆的条件下,三种涂(镀)层对抑制混凝土内置钢筋的腐蚀均具有明显作用;相比之下,环氧涂层(保证涂层不遭受机械损伤或焊接破坏)抑制钢筋腐蚀的效果更好。