Катодная защита обсадных колонн скважин : оценка эффективности и оптимизация параметров

• Автор: Долгих, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1 КОРРОЗИОННЫЕ ПРОБЛЕМЫ, МОНИТОРИНГ И

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА ОБСАДНЫХ КОЛОНН НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН

1.1 Конструкции скважин

1.2 Мониторинг коррозионного состояния обсадных колонн

1.3 X арактерные виды коррозионных разрушений

1.4 Статистические данные о коррозионных отказах обсадных 18 колонн ОАО «Татнефть»

1.5 Методы определения электрических параметров катодной 24 защиты

1.6 Заключение по литературному обзору

Глава 2 МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1 Объект исследования
2.2 Технология диагностики коррозионного состояния обсадной 37 колонны
2.3 Исследование защищенности обсадной колонны с помощью
двухконтактного зонда
2.4 Исследование защищенности обсадной колонны с
использованием метода поляризационных кривых
2.5 Исследование защищенности обсадной колонны с
использованием метода расчета сдвига потенциала
Глава 3 РЕЗУЛЬТАТЫ ДИАГНОСТИЧЕСКОГО ОБСЛЕДОВАНИЯ 55 КОРРОЗИОННОГО СОСТОЯНИЯ ОБСАДНЫХ КОЛОНН Глава 4 РАСЧЕТ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ТОКА ЗАЩИТЫ 76 ПО ГЛУБИНЕ ОБСАДНЫХ КОЛОНН НЕФТЯНЫХ СКВАЖИН
4.1 Методика оценки профилей падения напряжения вдоль
обсадной колонны при отключенной и включенной катодной защите
4.2 Апробация методики на скважинах № 22505 и № 2161 НГДУ «Бавлынефть»
4.3 Влияние схемы соединений элементов обсадной колонны на распределение тока защиты по глубине скважины
4.4 Выводы
Глава 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАЩИЩЕННОСТИ ОБСАДНЫХ КОЛОНН С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ МЕТОДА РАСЧЕТА СДВИГА ПОТЕНЦИАЛА
5.1 Расчетно-экспериментальная методика определения
параметров катодной защиты обсадных колонн
5.2 Определение параметров расчетной модели катодной защиты обсадных колонн по результатам исследований в промысловых условиях
5.3 Выбор тока защиты обсадных колонн с использованием экспериментально - теоретической методики
5.4 Выводы
Глава 6 ДИНАМИКА ПАРАМЕТРОВ КАТОДНОЙ ЗАЩИТЫ ОБСАДНЫХ КОЛОНН
6.1 Статистические характеристики электрических параметров катодной защиты
6.2 Прогнозирование значений силы тока защиты
6.3 Выводы ЗАКЛЮЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРА ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Нефтяные скважины являются дорогостоящими капитальными сооружениями, которые служат многие десятилетия и представляют собой сложную инженерную конструкцию. Наиболее ответственной частью скважины является обсадная колонна, обеспечивающая крепление ствола скважины и изоляцию различных геологических пластов.
В контакте с цементом сталь находится в пассивном состоянии. Однако не всегда удается обеспечить надежное цементное покрытие всей наружной поверхности колонны за счет целого ряда дефектов, являющихся причиной возникновения анодных зон, которыми являются плохо зацементированные участки металлической конструкции, находящиеся в контакте с агрессивной средой. Коррозия обсадных труб, как правило, развивается неравномерно, особенно в случае сероводородной коррозии, и преимущественно носит язвенный характер, вызывающий появление сквозных отверстий в трубах часто на фоне незначительной общей коррозии, что приводит к отказу обсадной колонны.
Единственным методом предупреждения грунтовой коррозии обсадных колонн скважин на сегодняшний день является катодная защита, оценка эффективности которой основывается на результатах расчета оптимальных параметров и экспериментальной проверке полученных результатов.
Основным параметром катодной защиты является величина защитного тока. Для обсадных конструкций защитный ток считается достаточным в том случае, если результаты измерений показывают, что электрический ток, направленный на обсадную колонну, устранил все анодные участки. Существует ряд методов, позволяющих определить требуемую величину тока катодной защиты: метод поляризационных кривых (электрического каротажа); метод определения профиля падения напряжения на эксплуатационной колонне; метод расчета сдвига потенциала в стволе скважины и величины сопротивления в системе скважина/грунт; метод
Таблица 2.1 - Форма сбора данных о работоспособности систем катодной защиты скважин на пшмеое НГДУ «Елховнефть»

№ Тип СКЗ нальная мощное г ь СКЗ. Порядковы и >8 СКЗ № скважины Тип скважины Тип АЗ Колнчест во АЗ, шт. на АЗ, Напряжение на выходе СКЗ, В Ток на выходе СКЗ, Л Период простоя СКЗ Причина простоя СКЗ
при ПНР Дата ПНР последний замер дата замера при ПНР дата ПНР последний Дата замера
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
1 пдс 1200 1 814 добыв ЭГТ-2500 2 20 6 31 1003 28,5 18 03 10 4 31 102003 21,4 18 03 2
2576 добыв
2575 1131 нет
2 ПДЕ 1200 2 2883 добыв ЭГТ-2500 2 20 6 31 1003 21 1803 10 6 31 102003 21,2 18 03 2
2882 нагнет
2884 нш нет
3 ПДЕ 600 3 719 нагнет ЭГТ-2500 1 41 6 301003 15 07 07 2008 3,5 30 10 2003 6 0707 2008 нет КТП (разобрано)
4 ПДЕ 1200 4 2986 нагнет ЭГТ-2500 1 41 13 30 1003 28 18 03 2010 9 30 10 2003 0,2 1803 2
2980 добыв
5 ПДЕ 1200 5 750 добыв ЭГТ-2500 2 20 6 31 1003 30 18 03 10 6 31 102003 7,1 18 03 2
4384 нагнет
2935 на) нет
6 ПДЕ 1200 6 2160 добыв ЭГТ-2500 1 41 15,1 28 11 03 30 08 04 2010 6,6 2811 2003 6,9 08 04 2
2161 нагнет
7 ПДЕ 1200 7 2167 нагнет ЭГТ-2500 1 41 15,1 28 11 03 30 08 04 2010 15,1 28 11 2003 4,2 08 04 2
2168 нагнет
8 ПДЕ 1200 8 2908 добыв ЭГТ-2500 2 20 8,8 28 1103 21 18 03 2010 7,7 28 11 2003 24 18 03 2
2907 нагнет
4479 нагнет
9 ПДЕ 1200 9 8306 добыв 1 41 8 02 0704 18 16 03 2010 4 02 08 2004 12,7 16 03 2
8310 добыв ЭГТ 2
10 ПДЕ 1200 10 8308 добыв ЭГТ-2500 1 41 8 02 0704 22 16 03 2010 4 02 08 2004 14,8 16 03 2
8309 добыв
11 ПДЕ 1200 11 8334А добыв ЭГТ-2500 1 41 8 02 07 04 19 16 03 2010 4 02 08 2004 13 16 03 2
8311 нагнет
12 ПДЕ 1200 12 8392 добыв ЭГТ-2500 2 41 13 02 07 04 21 08 04 2010 11 02 07 2004 11,7 0804 2010 01 10-02 02 ПРС (КРС)
8393 добыв
13 ПДЕ 1200 13 8806 добыв ЭГТ-2500 2 41 13 02 07 04 21 08 04 2010 И 02 07 2004 11,9 01 10-02 02 ПРС (КРС)
8811 добыв
14 ПДЕ 1200 14 83261 добыв ЭГТ-2500 2 20 18 26 07 04 21 18 03 2010 17,4 26 07 2004 15 1803 2
8327 добыв
8335 нагнет 04 09-30 06 0 дрен провод