發(fā)布時間：2021-11-29 05:44

　　CO₂驅(qū)油已成為重要的三次采油技術(shù),但油井產(chǎn)出CO₂對油套管腐蝕嚴重,制約了CO₂驅(qū)規(guī)模化應(yīng)用。為解決碳鋼井筒在CO₂驅(qū)過程中腐蝕嚴重的問題,針對高溫高鹽油藏的工況條件,文中研發(fā)制備了一種耐高溫高鹽抗CO₂油井用固體顆粒緩蝕劑,將多吸附點高效抗CO₂腐蝕油井用緩蝕劑作為主劑;優(yōu)選了水溶性固體成型助劑,并確定了其配方和制備工藝;同時,優(yōu)化了固體顆粒緩蝕劑的使用質(zhì)量濃度與周期,建立了加注量計算公式。該技術(shù)在中原油田進行了工業(yè)化應(yīng)用,油井因腐蝕而作業(yè)的周期延長了100%以上,腐蝕速率低于行業(yè)標準,有效減緩了油井腐蝕。 

【文章來源】：斷塊油氣田. 2020,27(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

固體顆粒緩蝕劑樣品外觀2性能評價

斷塊油氣田2020年7月制CO2驅(qū)油井腐蝕，延長油井的安全生產(chǎn)周期，對保障高溫高鹽油藏CO2驅(qū)規(guī)模化應(yīng)用具有重要意義。1制備工藝1.1有效緩蝕主劑本文針對高溫高鹽油藏CO2驅(qū)條件下的碳鋼管材井筒工況，研發(fā)了多吸附點高效抗CO2腐蝕油井用緩蝕劑。其原理為：以氮/氧/硫為中心，將最外層均有未成鍵電子對的基團（具有較大的電子云密度、易于提供孤對電子）集中到胺類衍生物上，增加與具有空d軌道的鐵原子（易接受孤對電子，發(fā)生化學(xué)吸附而形成配位鍵）的配位結(jié)合力，使胺類衍生物在鋼鐵表面產(chǎn)生多吸附中心，增強吸附膜與鋼鐵表面吸附的牢固性。分子結(jié)構(gòu)中帶有苯環(huán)結(jié)構(gòu)，苯環(huán)上的π電子與鐵原子形成配位鍵，增強了緩蝕劑吸附膜與鐵表面吸附力，苯環(huán)的空間位阻提高了緩蝕劑吸附膜的致密程度。如圖1所示：以含苯環(huán)酰胺類、含硫酰胺類物質(zhì)為主要合成原料，通過開環(huán)加成反應(yīng)，合成了胺鹽類衍生物的多吸附點高效抗CO2腐蝕油井用緩蝕劑，作為耐高溫高鹽抗CO2腐蝕油井用固體顆粒緩蝕劑的有效緩蝕主劑。圖1胺類衍生物主劑合成采用高溫高壓耐腐蝕反應(yīng)釜（簡稱反應(yīng)釜），模擬溫度120℃、CO2分壓10MPa、轉(zhuǎn)速200r/min下的腐蝕環(huán)境，水樣礦化度300000mg/L（取自現(xiàn)場油井中），緩蝕劑質(zhì)量濃度為500mg/L時，即可控制管材（N80，P110）腐蝕速率低于0.076mm/a的行業(yè)標準，且試樣表面無明顯的局部腐蝕。1.2固體成型助劑以研發(fā)的多吸附點高效抗CO2腐蝕油井用緩蝕劑為主劑，優(yōu)選水溶性固體成型助劑

第27卷第4期堵塞油井。表1固體顆粒緩蝕劑水溶解性能2.2緩蝕性能與合理質(zhì)量濃度采用反應(yīng)釜，模擬溫度120℃、CO2分壓10MPa、轉(zhuǎn)速200r/min的腐蝕環(huán)境，水樣礦化度300000mg/L（取自現(xiàn)場油井中）。通過室內(nèi)實驗分析，評價了不同質(zhì)量濃度的固體顆粒緩蝕劑對管材（N80，P110）的緩蝕性能。由表2可知：當(dāng)質(zhì)量濃度高于300mg/L時，管材（N80，P110）的腐蝕速率即可控制到低于0.076mm/a的行業(yè)標準，且試樣表面無明顯局部腐蝕。表2不同質(zhì)量濃度固體顆粒緩蝕劑對管材的緩蝕性能2.3有效緩蝕主劑釋放規(guī)律采用反應(yīng)釜，模擬溫度120℃、CO2分壓10MPa、轉(zhuǎn)速200r/min的腐蝕環(huán)境條件，水樣礦化度300000mg/L（取自現(xiàn)場油井），利用分光光度法監(jiān)測固體顆粒緩蝕劑的釋放規(guī)律。如圖3所示：固體顆粒緩蝕劑釋放率在25d達到80%；在30d達到90%，在40d接近100%。現(xiàn)場加注周期不超過30d。圖3固體顆粒緩蝕劑釋放率與時間的關(guān)系2.4加注參數(shù)優(yōu)化針對油井不同工況條件，緩蝕劑有效質(zhì)量濃度在300～500mg/L，加注周期30d，來確定現(xiàn)場加注量，計算公式為M=αABt1000（1）式中：M為投加總量，kg；α為經(jīng)驗系數(shù)，取值1.0～2.0；A為日產(chǎn)液量，m3；B為投加質(zhì)量濃度，mg/L；t為加注周期，d。3現(xiàn)場應(yīng)用效果固體顆粒緩蝕劑在中原油田濮城沙一下、衛(wèi)42塊等10個高溫高鹽CO2驅(qū)油藏的23口井中進行了應(yīng)用，與使用前比較，油井因腐蝕導(dǎo)致作業(yè)的周期延長了100%以上，監(jiān)測腐蝕速率低于0.076mm/a的行業(yè)標準

【參考文獻】：
期刊論文
[1]酸性天然氣注入?yún)?shù)對管柱腐蝕的影響[J]. 王金忠,黃曉蒙,彭政德,曾德智,戚亞東.  斷塊油氣田. 2019(03)
[2]延長油田CO2非混相驅(qū)地質(zhì)封存潛力初步評價[J]. 梁凱強,王宏,楊紅,王維波,陳龍龍,石小雷.  斷塊油氣田. 2018(01)
[3]P110SS鋼在高含H2S與CO2條件下的腐蝕規(guī)律[J]. 王云帆.  斷塊油氣田. 2017(06)
[4]耐CO2腐蝕油井管材的選用[J]. 劉建新,田啟忠,張瑞霞,董社霞.  腐蝕科學(xué)與防護技術(shù). 2012(01)
[5]油田污水介質(zhì)中的固體緩蝕劑[J]. 楊永飛,趙修太,趙曉珂,邱廣敏,杜春安.  腐蝕與防護. 2009(12)
[6]抗高溫CO2腐蝕固體緩蝕劑的研究[J]. 尹成先,阮林華,丁萬成,蘭新哲,馮耀榮,白真權(quán).  材料保護. 2006(02)
[7]SIM-1氣舉井固體緩蝕劑的研究與應(yīng)用[J]. 陳普信,鄭家胠,王海,張連明,李榮勤,傅朝陽,彭芳明.  油田化學(xué). 2001(03)
[8]CO2對油氣管材的腐蝕規(guī)律及國內(nèi)外研究進展[J]. 張忠鏵,郭金寶.  寶鋼技術(shù). 2000(04)
[9]CO2對油氣井管材腐蝕的預(yù)測及防護[J]. 姚曉.  石油鉆采工藝. 1998(03)
[10]油氣開發(fā)中二氧化碳腐蝕的研究現(xiàn)狀和趨勢[J]. 張學(xué)元,王鳳平,陳卓元,杜元龍,常澤亮,楊之照,馬秀青,宋長生,徐永中.  油田化學(xué). 1997(02)



本文編號：3525953