HDPE內(nèi)襯防腐油管制造技術及應用效益

趙哲龍 丁鵬 韓霞 馬永剛

摘要：本文根據(jù)向光明所著《HDPE內(nèi)襯油管的技術特性及應用》，結合我公司在油套管生產(chǎn)線方面的技術積累，及目前延長油礦內(nèi)襯油管的使用情況；針對內(nèi)襯油管在應用的經(jīng)濟效益及社會效益進行了分析，對使用過程中解決的實際問題做了闡述。

關鍵詞：復合油管內(nèi)襯油管聚乙烯防腐

中圖分類號：F426 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2015）09（b）-0000-00

近幾年來，隨著油氣開發(fā)難度的不斷加大，各種壓裂增產(chǎn)措施的廣泛采用，含H2S和CO2等腐蝕性介質(zhì)的油氣井比例和定向井比例不斷上升，油管的腐蝕和偏磨問題越來越突出；同時，隨著注水驅(qū)油舉措的實施，大量注水井的腐蝕結垢問題也日益嚴重。對油井管防腐性能提出了新的要求。【1】自2010年以來，國內(nèi)油田各油管生產(chǎn)及使用單位，都不同程度的涉入油井和注水井防腐耐磨技術方面的研究工作。我公司作為油套管生產(chǎn)線的建設技術研發(fā)企業(yè)，也先后研究過環(huán)氧樹脂涂層、外纏繞冷纏帶，并調(diào)研了延長油礦油井和注水井腐蝕、偏磨及防腐油管使用情況；了解了國內(nèi)防腐管生產(chǎn)加工情況；認為：內(nèi)襯聚乙烯防腐耐磨油管在注水井、油井的防腐蝕、防結垢、防結蠟、防偏磨方面有良好的使用效果和發(fā)展前景。就延長油礦而言，油管腐蝕和偏磨問題越來越突出，尤其靖邊、字長、子北、吳起、定邊、西區(qū)、永寧等西部井區(qū)的油井管和注水管已經(jīng)開始面臨腐蝕風險，急切解決井下管柱腐蝕問題，使用防腐油管。可以預見未來油氣開發(fā)和利用將會進入防腐鋼管大規(guī)模取代普通鋼管的發(fā)展階段。

內(nèi)襯技術特點及先進性

聚乙烯是由乙烯（C2H4）單體和少量共聚單體經(jīng)過聚合反應的聚合物，是一種高分子材料，采用雙峰分子結構設計，從而大大提高了聚乙烯的性能和應用范圍。該技術的關鍵在于聚乙烯管材成分設計、加工設備和機具配套，成型工藝，以及與鋼管配合時的內(nèi)襯工藝。在油井和注水井油管柱防腐耐磨防蠟抗垢方面有著良好的使用效果。

聚乙烯內(nèi)襯管性能特點【3】

序號

性能

1

使用溫度0～120℃

2

潤滑性：摩擦系數(shù)與玻璃相當。

3

耐磨性：是金屬的3～5倍

4

耐低溫性能：可在—40℃時使用。

5

抗應力開裂能力強

6

耐化學藥品腐蝕

7

無毒、無味；壽命長。

該技術由美國于1995年首先研發(fā)，到目前為止，在北美地區(qū)的油井使用超過30000口，注水井使用超過15000口。自2003年起，國內(nèi)開始引進該技術并進行國產(chǎn)化研究與推廣應用。目前在中石油勝利油田、大港油田開始應用。延長油礦試驗內(nèi)襯防腐油管也屬于此種類型。延長抽油作業(yè)周期3～10倍，油管使用壽命2倍以上。

聚乙烯內(nèi)襯防腐油管技術特點：1、HDPE材料具有強抗腐蝕、抗偏磨特性；2、在油管內(nèi)不易結垢；3、還可以襯在油管修復中使用，處理后的油管不影響油井、注水井下井工具作業(yè)，能起到防腐蝕、防偏磨、防結蠟、防結垢的良好效果，延長油管使用壽命，降低綜合使用成本。4、材料具有自動適應油井應力變化及溫度變化等，可以導致的油管變形的能力，保持材料緊緊地貼在油管內(nèi)表面；5、采用本技術油管無須更改作業(yè)工藝；6、本材料也不會在油管內(nèi)產(chǎn)生小孔、裂縫、斷裂及剝落等現(xiàn)象；7、HDPE材料具有很強的堅韌性、耐磨性，作業(yè)工程中不會損傷內(nèi)襯；8、HDPE材料化學性能穩(wěn)定。且具有抗H2S和CO2氣體腐蝕。【2】

內(nèi)襯技術應用的經(jīng)濟效益及社會效益

經(jīng)濟效益分析

該油管技術實施并投產(chǎn)后，每條生產(chǎn)線每年可生產(chǎn)內(nèi)襯規(guī)格為Φ73.02×5.51mm油管18000噸，按現(xiàn)行市場價內(nèi)襯最低價60元/米計，每噸新增產(chǎn)值6600元，預計新增油管銷售收入合計11880萬元，實現(xiàn)利潤923萬元。每條生產(chǎn)線固定資產(chǎn)投入460萬元，投資回收期為六個月。

內(nèi)襯油管技術經(jīng)濟效益分析一覽表

單位：萬元

序號

項目

費用

備注

1

營業(yè)收入

11880

2

內(nèi)襯聚乙烯管

5900

內(nèi)襯聚乙烯管：約33元/米

3

工資及附加

1000

職工人數(shù)預計100人，人均10萬元，總計1000萬元。

4

內(nèi)襯能源消耗

1000

（560元*18000噸）

5

銷售費用及其他費用

500

6

毛利潤

2611

11880/1.17-5900/1.17-1000-1000-500=2611萬元

7

銷售增值稅

1189

（11880/1.17-5900/1.17）*17%=1189萬元

8

主營業(yè)務附加稅

130

1189*11%=130萬元

9

所得稅

323

（2611-1189-80）*25%=323萬元。

10

固定資產(chǎn)折舊

46

460÷10=46萬元

11

利潤

923

2611-1189-130-323-46=923萬元

12

投資回收期

6個月

社會效益

1、為油田降本增效做出貢獻

單就延長油礦而言，使用內(nèi)襯油管，可大幅度降低油管報廢數(shù)量，減少油管修復次數(shù)，減少油井檢泵頻次，并可減少扶正器使用量，粗略估算，四項降低費用合計約為130.6億元；理論計算，如果現(xiàn)服役的100萬噸全部內(nèi)襯修復一次，花費費用約為73.6億元，兩類費用沖減，可產(chǎn)生約57億元效益。實際修復油管情況達不到100萬噸。

2、單口井采用內(nèi)襯管可節(jié)省費用（井深按2000米計算）：

（1）全井使用普通油管：

一年檢修抽油泵4次，油管需要修復1次。每年修井費用約8萬元；影響采油產(chǎn)量約40噸（折合14萬元）；三項合計24.4萬元。

（2）全井使用內(nèi)襯管：

內(nèi)襯管費用60元/米，2000米井深，合計12萬元。

（3）分段使用內(nèi)襯管：

在偏磨管段和油層管段使用，每口井使用3根，內(nèi)襯費用約計1800元。

由此分析：全井使用內(nèi)襯油管，可節(jié)約12.4萬元；分段使用內(nèi)襯油管，可節(jié)約24.22萬元，基本不產(chǎn)生修井等費用。

所以說，只要采用內(nèi)襯聚乙烯油管就會有相應的效益，不會增加成本，因為內(nèi)襯油管會減少檢泵次數(shù)，同時延長油管的使用時間，減少一個時間周期內(nèi)的油管修復量及報廢量。如果直接采用內(nèi)襯新油管，每噸油管增加的費用比修復舊油管低1876元，收益會更好。

現(xiàn)場應用效果

根據(jù)延長油礦近幾年使用HDPE材料油管的情況，未使用內(nèi)襯油管前，修井周期大約1個月到3個月、半年不等，腐蝕、磨損情況嚴重的，1個月修井一次，輕一些的，三個月修一次。油井中油管腐蝕最嚴重的區(qū)段在油層，偏磨嚴重的區(qū)段在斜井中800～1000米處。修井原因主要包括：（1）抽油桿抽油泵因結蠟、腐蝕等引起的斷裂： 20%-40%；（2）泵的漏蝕：20%；（3）油管的結垢、結蠟、腐蝕：40%-60%。

延長油礦自2010年起，針對油井腐蝕、偏磨、脫落、斷管問題及延長檢修周期，采用內(nèi)襯聚乙烯防腐油管技術，在靖邊采油廠進行應用試驗，試驗結果表明：使用防腐耐磨內(nèi)襯油管，單口井每年節(jié)約檢修費用至少為7萬元，效果持續(xù)最少3年。

吳起采油廠試驗內(nèi)襯防腐油管的結果表明：可將修井天數(shù)由50天增加到300天；通過綜合治理方案，可將西部腐蝕嚴重的油井修井天數(shù)由100天延長到400天。（抽油桿斷裂次數(shù)由56次降到6次），有望在不增加任何設備的情況下通過綜合治理方案達到600-700天。

結論

通過現(xiàn)場試驗證明，HDPE內(nèi)襯油管可以減輕油管腐蝕，延長洗井、修井周期；大大延長油管使用壽命；可取代抽油桿扶正器等防偏磨措施，解決油井偏磨、防腐問題。本技術有廣闊的應用空間。具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

參考文獻：

[1]靳從起，呂樹章，等.抽油井偏磨腐蝕機理及防治對策[J].石油礦場機械，1999，28（5）：15-19.

[2]向光明，吳國斌，等.HDPE內(nèi)襯油管的技術特性及應用[J].內(nèi)江科技，2009，10（2）：89（175）.

[3] 王鴻勛.采油工藝原理[M].北京：石油工業(yè)出版社，1981.

[4]張川，諶鴻慧，等.內(nèi)襯油管技術的綜合應用[J].內(nèi)蒙古石油化工，2012，21（2）：103-104.