油气田开发中CO2腐蚀研究进展

综述了油气田开发中CO2腐蚀的存在形式及影响因素,分析了不同腐蚀状况的机理,针对超临界流状态下CO2的性质及腐蚀实际,提出超临界腐蚀的观点。     

NR 油田油井井筒腐蚀影响因素实验研究

针对NR 油田油井井筒腐蚀日益严重的问题,展开了产出水对油井井筒腐蚀原因及影响因素实验研究。采用 了静态挂片法,以典型井产出水为研究对象,系统研究产出水在不同腐蚀时间、pH 值、CO2 浓度、H2S 浓度条件下对腐 蚀速率的影响,应用正交实验研究这几种因素对腐蚀速率的影响程度。实验结果表明,腐蚀反应时间在24 h 时腐蚀速 率达到最大,超过24 h 后随着时间延长腐蚀速率慢慢降低,当超过72 h 时腐蚀速率基本不变。温度越高,产出水对挂 片腐蚀越严重,挂片为均匀腐蚀,随温度逐渐升高,腐蚀产物由黄色变成黑色,棕红色的溶液中含有暗红色絮状沉淀; 在65 ℃时,pH 值越低的产出水对挂片腐蚀速率影响越大,产出水中H2S 浓度与CO2 浓度对挂片腐蚀速率影响相当, 由正交实验确定了腐蚀速率影响程度大小顺序,依次为温度、pH 值、H2S 浓度、CO2 浓度,与单因素影响实验结果一 致。     

在含CO_2/H_2S介质中油气田用钢的腐蚀研究进展

研究了CO_2和H_2S对油气田开发用钢材的腐蚀机理、分析了影响因素以及防护措施,并对研究进展情况进行综述。指出目前国内各油气田关于CO_2/H_2S的腐蚀问题,一方面对腐蚀机理的认识还不够全面与深入,另一方面其防护技术研究尚未达到系统化和实用化的程度。     

低渗油藏CO2驱中注采方式优化设计

低渗油藏储层致密,衰竭与注水效果差,由于CO2具有易流动、降黏、体积膨胀的特点,在解决低渗透油藏开发方面表现出独特的优势。讨论了低渗油藏CO2驱中的注采方式,分析了目前常用的连续注气、水气交替和生产井控制等注采方式的优缺点,提出应综合考虑原油采收率、CO2埋存量、经济效益及其在低渗油藏中的适用性。并针对以上方法的不足提出了另外3种改进注采方式,通过油藏工程研究、典型模型和实例油藏的数值模拟进行测试分析,表明改进的依据生产井气油比和平均静压两种指标实施开关井控制的CO2驱注采方法能够满足低渗油藏注气能力需要,且具有开发周期短、油藏采收率高、CO2埋存潜力大等特点,油田实施简易,能够取得较好经济、社     

草舍油田CO2驱中沥青质沉淀分析及防治措施

CO2驱油容易引发地层原油中的沥青质沉淀,使渗透率降低、润湿性反转,造成地层伤害,降低注气采油效率。针对草舍油田泰州组油藏CO2驱实际,开展了CO2混相驱过程中沥青质沉淀条件、沉淀机理及其危害的研究,探讨了CO2注入参数与沥青质沉淀的热力学关系,获取了沥青质沉积前缘与注气前缘一致,在注入端、泡点压力附近沥青质沉淀最多,低驱替压差比高驱替压差对应的沥青质沉淀量高的实验结论。利用P-X相图表征第二液相与沥青质沉淀的关系,建立了油气多次接触过程中沥青质沉淀的相态预测模型,指出较低的CO2注入压力和较高的驱替压差或注入芳烃类溶剂有利于减少沥青质在近井地带沉淀,提高CO2驱替增油效果。     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明，所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀，对CO₂的腐蚀抑制效果更好，10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响，矿化度在10000～70000mg/L变化时，缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场，尤其是偏酸性水质，腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

CO2泡沫压裂裂缝三维延伸及温度场的数值模拟

针对深层油气田压裂施工的实际情况，考虑CO2泡沫压裂液变物性的影响，建立了新的拟三维模型和热力学模型，计算了陕西长庆上古油田某油井的现场压裂施工工况，计算结果表明，所建模型能较准确地预测压裂液在裂缝中的延伸与温度特性的变化，对相关油井的压裂工艺实施、参数选择及效果评估具有一定的借鉴价值。     

高矿化度油气田盐卤水对碳钢的腐蚀行为研究

我国高矿化度油气田盐卤水资源丰富,为保障油气田开采和卤水综合利用过程的安全,采用失重法、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗测试技术研究了碳钢在高矿化度卤水中的腐蚀行为。研究结果表明：碳钢的平均腐蚀速率随着温度的升高先增大后减小,在70℃时出现峰值,矿化度增大促进平均腐蚀速率升高;卤水中的Na+易于形成NaCl晶体沉积在钢表面,Ca2+有最大的参与成膜倾向,而Mg2+在产物膜中的含量较低;腐蚀产物膜的微观缺陷将导致点蚀源出现,当点蚀坑超过临界尺寸之后会稳定发展,随着时间增长,点蚀的诱发和稳定发展呈现不同的电化学特征,建立了相应的腐蚀等效电路。     

施加电位对镍缝隙腐蚀过程中损伤演变的模拟

为了预测Ni200在24 ℃、0.5 mol/L H2SO4溶液中的缝隙腐蚀行为,开发了镍金属缝隙腐蚀的二维模型。在镍金 属电极表面施加电位,设定了模型条件、电位边界条件和控制方程;采用COMSOL软件模拟电位降控制的镍金属缝隙腐蚀,模拟了施加电位对不同缝隙间距的影 响以及缝隙腐蚀过程的镍电极损伤演变,界面电位和局部腐蚀电流密度的分布,并将模拟结果与已发表的实验结果对比。结果表明：该模型结果与文献实验值吻 合,可为金属的点蚀、缝隙腐蚀缝口堆积物引起的变形等问题提供参考,对金属的腐蚀防护有一定的参考意义。     

油田污水中硫酸盐还原菌腐蚀研究

介绍了油田污水中由硫酸盐还原菌(SRB)引起的微生物腐蚀(M IC)的机理及影响SRB生长的各种因素,并提出了有关防治方法。按照SRB腐蚀的机理,分析本系统油田污水可能的微生物腐蚀形式,并合理采用相对应的防治措施,效果是较好的。对于油田污水系统中的SRB腐蚀机理,目前基本引用纯化的SRB腐蚀理论,针对性较差。微生物腐蚀是各类菌群和外界条件相互影响的结果,因此更好的数学模型和处理方法,尚需进一步探讨。     

川西须家河组气藏气井采气新技术探索

针对川西须家河组气藏埋藏深、裂缝发育、含CO₂、采气过程中见水快和采气管柱易腐蚀的生产难题，从地层流体流动能力随压差增大而增加、管柱腐蚀随CO₂分压增高而加剧出发，提出在采气过程中，运用临界产量（最大生产压差）配产，延长无水采气期；采用井下节流技术降低采气管柱CO₂分压，降低油管腐蚀速率。二者结合既能合理配产，延长气井污水采气时间，也能从工程上保证控制生产压差和降低井筒CO₂分压的实现，从而达到提高气井生产效率的目的。     

复杂结构井蒸汽吞吐影响因素及优化研究

利用复杂结构井技术开发稠油油藏，可提高稠油油藏的动用程度，注汽开采时优势更明显,可有效增加波及范围，从而大幅度提高采收率。目前对复杂结构井产能预测模型的研究远落后于矿场实际应用，预测结果与实际生产效果出入较大，尤其是对复杂结构井注蒸汽热采，考虑多因素条件下很难求得解析解。根据某油田已实施的多口复杂结构井蒸汽吞吐实际数据，利用灰色关联方法，以初期产能作为参考序列，油层厚度、渗透率、复杂结构井长度、井距、夹角、注汽参数等作为比较序列，最终依据关联度计算公式得到不同影响因素的关联度,并对复杂结构井开发效果的影响因素及其程度进行评价，得出影响复杂结构井蒸汽吞吐效果的主控因素，并针对主控因素进行了优化研究，为稠油油藏利用复杂结构井进行蒸汽吞吐开采提供了必要的技术参考依据。     

SAGD过程注氮气改善开发效果实验研究

针对辽河油田先导试验区蒸汽辅助重力泄油（SAGD）过程热损失严重的情况，根据SAGD物理模拟的相似准则将该试验区的一个实际SAGD井组转化为物理模型，进行了SAGD比例物理模拟实验，并在SAGD实验过程中注入蒸汽与氮气混合气体，得到了其开发指标的变化规律。研究结果表明：在SAGD过程添加氮气后，蒸汽腔的横向扩展加快，垂向扩展减缓；在SAGD的注入蒸汽中添加氮气能减少蒸汽注入量，增大热效率，提高油汽比，改善蒸汽辅助重力泄油的开发效果；SAGD过程一开始就注入氮气能得到更好的经济效益。     

尤拉屯高产气井完井管柱振动损伤研究

针对尤拉屯气田典型管柱在生产过程中高速气流诱发的振动问题，展开了管柱振动损伤研究，研究中采用了 大型有限元分析软件ANSYS 建立高产气井带封隔器油管柱振动的有限元模型。利用该模型对管柱进行了振动分析， 分析结果表明：离封隔器越远振动位移、速度和加速度的幅值越大。详细地研究了全井段油管柱的轴向应力变化、屈 曲损伤和中和点变化，同时分析了不同位置和不同产量下，屈曲管柱与套管柱的接触压力随时间的变化关系，为管柱 摩擦磨损损伤机理的深入研究提供了定量的数据。最后对管柱进行了疲劳寿命预测，为管柱振动损伤预防措施的提 出提供了理论基础。     

四川盆地须二段综合成岩相特征研究

四川盆地上三叠统须家河组二段是重要的含气层位，但由于其砂体具有非均质性强、且低孔低渗的特点，直接影响了油气勘探开发的效果。本文有针对性地提出了综合成岩相的概念，目的是寻找一套有效的方法预测储层有利发育区。综合成岩相，即是多种成岩环境下叠加与改造的多种成岩作用中占主体地位的成岩作用的综合体。相比于单因素成岩相，综合成岩相更能反映储层的成岩特征，它既有主要成岩作用的分析，也有主要成岩作用强弱顺序的分析。在大量薄片分析、岩芯观察及单因素成岩相研究的基础上，用半定量的方法将须二段综合成岩相划分为7类，并对四川盆地须二段的综合成岩相进行了研究，发现须二段储层发育相对集中，其中在川中地区发育较好，在盆地的边缘和东部地区发育较差。因此，川中及川西的部分地区是须二段勘探开发的有利区域。     

原油高温结垢速率测定和预测模型研究进展

综述了原油高温结垢的室内测定和预测模型的研究现状，重点回顾分析了预测模型的发展历程。室内实验和 模型预测是研究原油高温结垢速率的重要方法。常用室内结垢实验装置分为搅拌式和回路式，通过实验可快速获取 大量有效数据，但是实验数据往往存在缺陷，无法直接应用指导现场换热器防垢。结垢预测模型需要反映原油高温结 垢的化学反应本质，体现原油物性、温度、流速等重要因素以及不同过程对结垢速率的影响。目前结垢预测模型，包括 已经取得巨大成果的临界模型，大多属于半经验公式，其精度和适用性始终有限。更精确的模型必须基于对结垢机理 的进一步研究。由于能够成功描述非线性系统特征，人工神经网络模型也将是另一种十分有前景的预测技术。     

基于突变理论的油气井出砂预测新方法

根据弹塑性力学理论建立了考虑渗流情况下的油气井井眼围岩的势能函数，以该势能函数为基础，应用突变理论的尖点突变模型研究油气井的出砂物理过程，进而建立了出砂预测的全新数学模型，求取无砂生产的临界流速，并在此基础上对影响出砂的敏感性因素进行了分析。首次引入突变理论对油气井出砂机理进行分析，建立了无砂生产临界流速的全新求解方法。实例表明该模型的计算结果可靠，敏感性分析表明塑性区的污染是出砂的主要原因。相对以往出砂预测模型，该模型考虑的因素更多，计算结果更可靠。应用突变理论研究油气井出砂机理为出砂预测提供了新的研究方法。