本文選題：頁巖氣 + 套管��； 參考：《重慶科技學院》2017年碩士論文

【摘要】：在油氣開發(fā)過程中,套管在使用功能和建設費用上都有一定的使用價值。套管的損壞,將會對油氣的正常生產(chǎn)帶來嚴重影響,而腐蝕是導致套管損壞的重要因素。因此,對油氣井套管腐蝕展開研究是十分必要的。本文以中國西南片區(qū)焦石壩頁巖氣開采區(qū)塊為工程依托,在頁巖氣采輸過程中氣井套管腐蝕為主要研究對象,對套管內(nèi)腐蝕規(guī)律模擬與應用展開研究分析。主要研究內(nèi)容包括采用現(xiàn)場掛片實驗,對該環(huán)境條件下生產(chǎn)井用套管內(nèi)腐蝕的機理研究;采用理論分析與室內(nèi)掛片實驗相結合的方式,對不同影響因素下的套管材發(fā)生CO_2腐蝕的規(guī)律研究;運用腐蝕速率預測模型和室內(nèi)掛片實驗相結合的方式,建立了適用于該頁巖氣田套管井筒內(nèi)CO_2腐蝕速率預測模型。論文主要研究內(nèi)容包括:(1)對焦石壩區(qū)塊套管生產(chǎn)井的頁巖氣組分、采出水、井身結構、套管選材、氣藏壓力及溫度等進行了分析,為設計和實施現(xiàn)場掛片腐蝕實驗提供了基礎。確定了該頁巖氣組分存在不同含量的CO_2,不含H2S等有毒有害氣體;初步推斷CO_2是導致套管發(fā)生腐蝕的重要因素之一;采出水中所含的離子(Ca2+、Mg2+、Cl-、HCO3-、SO42-)均會給套管內(nèi)腐蝕產(chǎn)生影響。(2)設計出一種合理可行的現(xiàn)場掛片腐蝕實驗,并在1HF、5-1HF、5-2HF井進行了現(xiàn)場掛片腐蝕實驗,來對氣井套管腐蝕機理研究。根據(jù)試樣現(xiàn)場掛片腐蝕的結果計算了1HF、5-1HF、5-2HF井的平均腐蝕速率。同時使用EDS、SEM分析了試樣的腐蝕產(chǎn)物成分、腐蝕形貌,確定了該氣田套管內(nèi)腐蝕的機理。(3)結合工程實際,對氣井用套管材發(fā)生CO_2腐蝕速率的影響因素進行了室內(nèi)實驗研究。室內(nèi)掛片腐蝕實驗主要對溫度、CO_2分壓、流速、Cl-濃度、HCO3-離子濃度等因素進行CO_2腐蝕規(guī)律的影響分析,確定了該頁巖氣田發(fā)生動態(tài)CO_2腐蝕速率的主要影響因素。(4)在理論分析和實驗研究的基礎上,建立套管井筒內(nèi)CO_2腐蝕速率預測模型。在室內(nèi)實驗的基礎上,建立了流速、Cl-濃度作用下對CO_2腐蝕速率影響的預測模型;進行室內(nèi)掛片腐蝕實驗模擬不同井深的套管CO_2腐蝕速率;以DWM腐蝕速率預測模型為基礎,運用室內(nèi)實驗數(shù)據(jù)對DWM模型進行修正,并用現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)進行驗證,得到具有一定適用性的套管CO_2腐蝕速率預測模型。
[Abstract]:In the process of oil and gas development, casing has certain value in using function and construction cost. Casing damage will seriously affect the normal production of oil and gas, and corrosion is an important factor leading to casing damage. Therefore, it is necessary to study casing corrosion in oil and gas wells. Based on the Jiaoshiba shale gas production block in southwest China, the casing corrosion of gas wells in the process of shale gas production and transmission is the main research object in this paper. The simulation and application of casing corrosion law are studied and analyzed. The main research contents include the study of the corrosion mechanism of casing used in production wells under the environmental conditions, the combination of theoretical analysis and indoor hanging experiments, This paper studies the regularity of CO_2 corrosion of casing pipes under different influence factors and establishes a prediction model of CO_2 corrosion rate suitable for casing wellbore of shale gas field by combining the corrosion rate prediction model with laboratory experiments. The main contents of this paper are as follows: 1) the shale gas composition, produced water, well structure, casing material selection, gas reservoir pressure and temperature of casing production wells in Jiaoshiba block are analyzed, which provides a basis for the design and implementation of field test of hanging sheet corrosion. It is determined that there are different contents of CO _ 2 and no toxic and harmful gases such as H _ 2S in the shale gas component, and it is preliminarily concluded that CO_2 is one of the important factors leading to the corrosion of the casing. A reasonable and feasible in situ corrosion test of hanging sheet was designed, and the corrosion mechanism of gas well casing was studied by field hanging corrosion experiment in 1HFC5-1HF- 5-2HF well. The average corrosion rate of 1HFN _ 5-1HFN _ 5-2HF well was calculated according to the corrosion results of the specimen in situ. At the same time, the corrosion product composition and corrosion morphology of the sample were analyzed by EDS-SEM, and the corrosion mechanism of casing in the gas field was determined. Combined with the engineering practice, the factors affecting the corrosion rate of CO_2 in gas well casing were studied in laboratory. The influence of the temperature and the flow rate of HCO _ 3- ion on the corrosion of CO_2 was analyzed in the experiment of hanging sheet corrosion in the laboratory, such as the partial pressure of CO _ 2, the flow rate and the concentration of HCO _ 3- ion, and so on. On the basis of theoretical analysis and experimental study, the prediction model of CO_2 corrosion rate in casing wellbore is established. On the basis of laboratory experiments, a prediction model of CO_2 corrosion rate under the action of flow rate and Cl- concentration was established, and the corrosion rate of casing CO_2 with different well depths was simulated by indoor hanging sheet corrosion experiment, and the prediction model of DWM corrosion rate was used as the basis. The DWM model is modified by indoor experimental data, and verified by field experiment data. The prediction model of casing CO_2 corrosion rate is obtained.
【學位授予單位】：重慶科技學院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TE983

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