孙麟
中国石化股份公司胜利油田分公司 河口采油厂，山东，东营 257200
摘要：含硫井对井口、工具、管材等物料的耐腐蚀性和安全性具有很高的要求，因此这类井开发成本高、投入大，目前的工艺体系和相关标准主要针对气井，针对油井的生产和脱硫处理工艺不成熟，运行成本高是目前制约含硫储量开发的最大难题。为此，河口采油厂优化工艺体系和材质选型，通过腐蚀试验，发现镍钨镀层管柱及工具适用于河口油区高含硫油藏的开发，能极大降低开发成本，推进含硫储量安全、平稳、高效开发。
关键词：含硫；材质；选型标准；镍钨镀层；
河口油区含硫油藏硫化氢含量高，且普遍伴生CO2，对生产管柱的材质要求很高。目前含硫井生产管柱材质的选型主要针对气井，对油、气、水三相环境中硫化氢的腐蚀规律研究较少。为满足河口油区含硫储量开发，根据西南油气田的应用实践和相关标准，河口采油厂对含硫油井的管柱材质选型进行了初步规范和现场探索实验，为同类油藏开发提供借鉴。
1 含硫油井管材选型一般标准
对于含硫油井的完井套管管材，可以根据套管的不同作用和类型进行材质优化：
表层套管：一般不与硫化氢相接触，可采用碳钢材质。
技术套管：在硫化氢分压＞0.35kPa时，对于可能暴露于硫化氢流体中的技术套管应使用具有相应抗硫性能的材质。
油层套管、油管及工具：对于生产过程中直接接触硫化氢、二氧化碳流体的油套管和工具，应按含硫化氢、二氧化碳储层段的最高温度及压力情况进行材质选择。当地层水Cl-＞5000mg/L或生产过程中可能出现单质硫时，应进行模拟工况条件下的电化学腐蚀实验、硫化物应力开裂和氢开裂评价试验，根据实验结果进行材质选择。材质选择方法如下所示：
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图1 管材选用分析图
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图2 管材选用流程图
油套管螺纹连接：表层套管可采用API扣型，技术套管应根据井身结构和流体条件选用API扣型或金属气密封扣型；油层套管和油管因采用特殊金属气密封扣型。特殊金属气密封扣的选择还应根据生产厂家技术标准或订货技术条款规定。
2 镍钨合金镀层管材试验
河口油区根据含硫油藏的特点，开展了镍钨合金镀层管材的高温高压腐蚀试验和硫化氢应力腐蚀试验，试验结果表明镍钨镀层管柱及工具可以有效防止硫化氢腐蚀和应力开裂，适用于河口油区高含硫油藏的开发。
2.1 镍钨合金镀层样品高温高压腐蚀试验
试验标准：ASTM G111-97（2018）；
试验设备：进口2# 10L高温高压反应釜；
试验参数：见表1；
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2.2 硫化氢应力腐蚀试验
试验标准：NACE TM0177-2016；
试验设备：10389、10390、10391应力环；
试验参数：见表3；
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3 现场应用
义193-斜28井是河口油区一口高含硫化氢新投井。2020年5月压裂后放喷时发现硫化氢，井口压力30MPa，放喷时硫化氢含量最高20000ppm，预测二氧化碳含量6%。针对该井配套了P110SS镍钨合金镀层工具和生产管柱。该井目前已正常生产140天，套压为0，管柱气密性良好，未发现异常情况。
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图5 义193-斜28井生产管柱
4 结论
（1）通过高温高压腐蚀试验和硫化氢应力腐蚀试验，发现镍钨镀层管材可以有效防止硫化氢腐蚀和应力开裂。
（2）经过现场应用，证明镍钨合金镀层管柱和工具能够满足高含硫化氢油井的生产需要。
参考文献
[1] Q_SH 0015-2010 中石化企业标准《含硫化氢含二氧化碳气井油套管选用推荐作法》