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气井井筒CO2腐蚀及结垢监测实验研究

2021-04-23吴保玉宋振云

钻采工艺 2021年1期

吴保玉,宋振云,陈 平

(1中石油川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院 2低渗透油气田勘探开发国家工程实验室)

0 引言

油气田开发过程中,天然气中伴生的CO2、H2S或井筒注入的CO2等酸性气体,溶解于高矿化度地层水中,所形成的强电解质井筒流体在地层高温、高压条件下,会加速金属管柱材质的电化学腐蚀、结垢及垢下腐蚀倾向。引起的管柱缩径及腐蚀穿孔问题,不仅会降低气井产量,导致关停井数逐年上升,还会增加注、采施工作业风险及防腐成本。结合多种气井井筒腐蚀、结垢监测技术,开展井筒流体、管柱材质的动态参数测量,评估管柱材质服役情况,探究其腐蚀、结垢失效机理,为后续气井井筒防腐、防垢措施制定提供技术支持和理论依据。

所选实验井归属于榆林气田,位于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡东北部,主力产层为上古生界二叠系山西组山2段,埋藏深度集中在2 800~3 000 m之间,生产管柱为N80材质的Ø73 mm(Ø73 mm×5.51 mm)油管[1- 7]。

1 实验部分

1.1 实验仪器与材料

实验所用主要仪器设备包括:7890A型气相色谱仪,5110型ICP-OES,安捷伦科技有限公司;T70型自动电位滴定仪,SG23多参数测试仪,梅特勒托利多公司;MIT(Multi-Finger Imaging Tool),Sondex公司;PRACTUM224- 1CN型分析天平,赛多利斯公司;600FE型扫描电子显微镜(SEM),FEI公司;INCAENERGY 350型能谱仪(EDS),牛津仪器;D8 ADVANCE型X射线衍射仪(XRD),布鲁克科技有限公司。

实验材料:选用与实验井油管材质相同的N80碳钢试片(尺寸:5 cm×2.5 cm×0.2 cm)。

1.2 井筒流体采集分析

①现场采用碘量法测定天然气中伴生H2S含量;②室内采用气相色谱仪对钢瓶收集天然气进行组分分析;……

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