西部油田油管腐蚀结垢机理研究

通过对西部某油田油管腐蚀结垢现状调查、单井采出液成分分析和垢样XRD分析,结合油管结垢趋势预测及室内高温高压腐蚀试验,探讨了油管腐蚀结垢机理。结果表明:垢物主要是CaCO3、CaSO4和铁锈产物,在结垢出现的同时伴随油管腐蚀的发生。影响油管腐蚀结垢的主要因素是采出液中含有丰富的的Ca2+、HCO3-、Cl-以及原油伴生气中的CO2含量较多。该油田存在严重的腐蚀结垢趋势。

油田酸化废水COD去除方法的研究

油田酸化废水由于所含添加剂种类繁多 ,且有机成分复杂 ,使COD值的降解难度增大。本实验以磨 140井为研究对象 ,通过大量室内实验 ,提出了“中和 -Fe/C微电解 -催化氧化 -活性炭吸附”四步法处理工艺。实践证明 ,该处理工艺流程简单、处理效果较好。

长庆油田油井井筒腐蚀机理与防护措施

针对长庆油田油井油管腐蚀穿孔断裂十分严重的现状,通过现场调研和室内试验,对影响腐蚀的各因素进行了分析并探讨井筒腐蚀机理。结果表明,硫酸盐还原菌引起的细菌腐蚀和垢下腐蚀是油井腐蚀结垢的根本原因,其次是溶解氧、二氧化碳及高矿化度采出液的电化学腐蚀,此外部分油井井口结蜡,上述因素的共同作用导致井筒腐蚀。据此提出了预防井筒腐蚀的综合治理方案,可为油田井筒防腐提供指导和借鉴作用。

空气钻井中钻具腐蚀影响因素分析

空气钻井因其钻速快 ,防漏制漏效果好 ,具有常规钻井液不可比拟的优越性 ,但由于含氧量高 ,当其遇到地层水时 ,钻具腐蚀情况较为严重。以伊朗TABANK气田 14井为例 ,该井地层水为腐蚀介质 ,研究了温度、空气压力、含砂量、砂子粒度、转速和pH值对S135钻杆钢的腐蚀影响 ,为以后空气钻井防腐提供了参考依据。试验结果表明 :腐蚀速率随温度、空气压力或转速的升高而增大 ,在低温或低压下 ,腐蚀为均匀腐蚀 ;高温或高压下 ,呈现非均匀腐蚀现象。随腐蚀介质中含砂量的增多 ,石英砂对S135钢的磨蚀作用增强 ,腐蚀速率逐渐增大 ,石英砂越细 ,则其磨蚀作用越强 ,腐蚀越明显 ;均匀混合的石英砂较单一级配的石英砂对钢片的腐蚀程度大。腐蚀速率随pH值的升高而降低 ,碱性条件有利于防腐。

P110钢在有机盐完井液中的腐蚀行为

模拟油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、CO2分压、pH值等对P110钢腐蚀行为的影响。结果表明:随完井液密度的增加,P110钢平均腐蚀速率逐渐降低,密度越高,腐蚀产物膜的晶粒越均匀、细小、晶粒间堆积越致密,利于阻止腐蚀介质的侵入;温度越高,腐蚀越严重,低温时试片表面光亮,高温时存在点蚀坑较多的局部腐蚀;随CO2分压增加,平均腐蚀速率先是升高然后降低,在2.0MPa时出现最大值;随pH值增加,P110钢腐蚀速率逐渐下降。认为P110钢在高温(120℃)或低密度(1.05g/cm3)下存在严重的局部腐蚀,应考虑防腐。

油田作业废水光催化氧化降解研究

油田作业废水中添加剂种类繁多 ,处理难度较大 ,主要采用化学法、生化法、固化法进行处理 ,但存在处理成本高、容易造成二次污染等缺点。以改性膨润土负载TiO2 -Ag2 O复合催化剂处理川中矿区角 5 3井钻井废水和南阳油田探 2 3井压裂废水 ,详细探讨了溶液pH值、TiO2 加量、充气量和光照时间对废水COD去除率的影响。结果表明 ,在溶液pH值为 3,TiO2 加量为 0 .4 % (ω) ,充气量为 15L/min ,光照时间为 3h的最佳条件下 ,钻井废水和压裂废水的COD去除率分别为 70 .3%和 5 7.0 %。此催化剂性能稳定 ,无二次污染 ,经高温活化后 ,可反复多次使用 ,能有效降低废水处理成本 。

冲砂洗井泡沫携砂规律数值模拟研究

利用计算流体动力学(CFD)软件对水平井冲砂洗井过程中泡沫流体携砂能力进行了数值模拟。结果表明在油管居中情况下泡沫流体在环空中心部位体积分量最大,砂粒颗粒体积分量最小。砂粒在泡沫携带下,中心区域的砂粒速度随着运移路程不断变化,砂粒平均速度比入口速度略有增加。随着砂粒直径增加,发生冲蚀区域增加,其对泡沫携砂能力将产生更大影响,但总体而言,砂粒对管壁的冲蚀速率非常小。泡沫流速为0.30m/s时,直径在0.1～2.0 mm的砂粒基本上可以悬浮在泡沫流体中随泡沫一起运动,没有沉降现象;泡沫流速为0.90 m/s和1.50 m/s时,0.1～2.0 mm直径砂粒可以顺利通过水平井段环空流道,砂粒直径越大,泡沫携砂能力越低。

十二烷基苯磺酸钠泡沫循环利用室内研究

利用十二烷基苯磺酸钠(ABS)对钙盐的敏感性,根据十二烷基苯磺酸钙与碳酸钙的溶解度不同,利用沉淀转化原理,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.由ABS-CaCl2-Na2CO3组成循环泡沫基液,在室内研究了不稳定泡沫(质量分数为0.6%的ABS,以下配方物理量皆为质量分数)、稳定泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC)和硬胶泡沫(0.6%ABS+0.2%XC+0.2%HV-CMC+5.0%膨润土)的循环特点.结果表明:不稳定泡沫在室内循环6次以后,发泡体积由700mL降为510mL,半衰期由4.7min降为3.6min;稳定泡沫循环6次以后,发泡体积由510mL降为460mL,半衰期由22.5min降为18.2min;硬胶泡沫循环4次以后,发泡体积由480mL降为420mL,半衰期由34.7min降为26.4min.可通过补充少量的十二烷基苯磺酸钠,或是通过添加稳泡剂来提高泡沫质量,增强泡沫的稳定性,实现十二烷基苯磺酸钠泡沫的循环利用.

探井残余压裂液固化处理实验研究

采用普通硅酸盐水泥和生石灰作固化基材 ,固化处理南阳油田探井残余压裂液 ,固化剂最佳配方为30 %普通水泥 +2 0 %生石灰 +0 5 %～ 1%助凝剂 +2 %吸水剂 +10 %加重剂 ,可得到初凝时间适当 ,抗压强度较好的固化块。毒性浸泡实验表明 ,重金属和COD值得到很大程度的降低 ,完全达到对环境无害的要求。

钻柱失效原因及预防措施

开展油田钻柱失效分析与预防对提高钻井速度、降低钻井成本及井下安全钻进具有重要意义。钻柱失效案例统计表明钻杆失效事故占钻柱总失效事故的50%～60%,主要失效形式是管体刺穿,主要失效原因是腐蚀疲劳;钻铤失效事故略低于钻杆失效事故,螺纹处断裂是钻铤的主要失效类型;钻柱转换接头失效数量相对较少。结合实验数据,从材料、环境和力学三方面对钻柱失效原因进行分析,提出预防钻柱失效的四条措施,包括正确选材、改善工作环境、合理设计钻柱、降低服役载荷及应力以及加强管理。对服役高酸性环境下的钻柱,通过微合金化和提高材料的冶炼水平来降低P、S含量,以及通过适当的热处理使晶粒细化等方式可以提高钻柱材料的耐蚀能力和降低失效比例。

S135钢在含CO_2聚合物钻井液中腐蚀研究

利用高温高压反应釜研究油田常用的四种S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀行为。结果表明,平均腐蚀速率随温度或CO2分压增大而先增大然后降低;随流速增大而升高。S135钢在动态液相中的平均腐蚀速率远大于动态气相,无论在液相还是气相S135钢平均腐蚀严重情况依次为S135(A)>S135(B)>S135(C)>S135(D)。该实验条件下(温度为100℃,CO2分压为3MPa,流速为2m/s,腐蚀时间为96h),S135钢气相局部腐蚀比较轻微,其点蚀系数介于1.12～1.49,液相局部腐蚀比较严重,其点蚀系数介于1.40～5.22。用聚合物钻井液钻遇高含CO2气层时,建议采用S135(D)钻杆,最好不用S135(A)或S135(B)钻杆。

H_2S/CO_2共存聚合物钻井液中腐蚀产物膜分析

随着酸性气田的不断开采,其钻采环境中的腐蚀机理及井下管材的优选已成为研究的热点.通过室内高温高压腐蚀试验,并结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS),研究S135钻杆钢在H2S/CO2共存聚合物钻井液中气相与液相的腐蚀产物膜成分差异,探讨腐蚀机理.结果表明,S135钻杆钢气相和液相腐蚀速率都随温度升高和CO2分压增大而增加,气相腐蚀较液相严重,呈局部腐蚀形貌,气相腐蚀产物表面凹坑较大,液相腐蚀产物较为均匀且致密性强,以均匀腐蚀为主.气相和液相腐蚀产物膜中都含有C、O、S、Fe、Si五种元素,且腐蚀产物成分差别不大,主要成分为Fe3O4、FeS、α-FeOOH、FeS2,以及少量的Fe7S8和Fe3S4,此外在腐蚀产物膜表面还夹杂有硅酸盐物质.钻杆钢腐蚀主要来源于二氧化碳腐蚀、氧腐蚀、硫化氢腐蚀、单质硫腐蚀以及腐蚀产物膜与钢材本体间电偶腐蚀.

气基流体欠平衡钻井腐蚀/冲蚀研究现状及进展

气基流体欠平衡钻井包括纯气体钻井、雾化钻井、泡沫钻井和充气钻井。目前国内的气基流体钻井主要以提高钻速、防漏堵漏和保护储层为出发点,较少考虑气基流体钻井中出现的腐蚀/冲蚀特点及其危害。国外对气基流体欠平衡钻井中的腐蚀已引起足够重视,并采取了化学法、非化学法、非欠平衡为主的3种方法加以解决。为此,综述了国内外在实施气基流体欠平衡钻井中遇到的腐蚀/冲蚀实例、机理及预防措施,目的是预防欠平衡钻井腐蚀/冲蚀发生,确保气基流体欠平衡钻井的安全可靠,为该技术在国内油气田合适地层的推广提供技术支撑。同时建议除加强对其腐蚀/冲蚀交互作用机理研究外,还应加快缓蚀剂开发和井口监测装置的研制。

聚硅硫酸铁絮凝剂的研制

以Na2 SiO3 、H2 SO4和Fe2 (SO4) 3 为主要原料 ,采用复合共聚生产工艺 ,制备了聚硅硫酸铁絮凝剂 (PFSS)。研究了 pH值、SiO2 含量、温度对硅酸聚合过程的影响 ,并考察了Fe3 + /SiO2 摩尔比对PFSS稳定性和CODcr去除率的影响。结果表明 ,在最佳条件下合成的PFSS在脱色、CODcr去除率方面比PFS和PAC效果更显著 ,具有广阔的应用前景。

空气钻井中钻具腐蚀因素的灰关联分析

伊朗TBK气田钻具腐蚀严重 ,钻杆更换频繁 ,直接影响中方钻井施工的进度和经济效益。为了弄清影响钻具腐蚀的原因 ,在对TBK1 4井地层水质分析的基础上 ,应用灰色理论中的灰关联分析方法对影响钻具腐蚀的多个因素进行了探讨。分析计算结果与现场实际情况相吻合。结果表明 ,造成钻具腐蚀的主要原因是高温条件下酸性地层盐水的电化学腐蚀 ;高压空气中溶解氧对钻具的氧化腐蚀 ;地层砂子磨损钻具使氧化膜脱落造成的磨蚀。为了保护钻具 ,决定配制高 pH值且添加了缓蚀剂的稳定泡沫液进行空气泡沫钻井。实践证明此法有效地抑制了钻具的腐蚀 。

Fe/C微电解法处理压裂废水的研究

首次将Fe/C微电解用于处理混凝后的压裂废水 ,分别考察了微电解 pH值、停留时间、Fe/C体积比、铁屑粒度、氯化铵加量对Fe/C微电解的影响程度 ,并通过计算确定了铁屑消耗量。实验结果表明 ,在 pH值为 2 ,停留时间取 2 5min ,Fe/C体积比为 1～ 1.5 ,铁屑粒度为 6 0～ 80目 ,氯化铵加量为 10 0 0mg/L时 ,经过Fe/C微电解 ,压裂废水色度去除率接近 10 0 % ,COD去除率可达 5 8% ,处理每方压裂废水消耗铁屑约 0 .2 8kg。

高含硫气田钻具腐蚀研究进展

介绍了高含硫气田钻井过程中H2S对钻井的危害特点及应力腐蚀机理,探讨了钻具硫化氢腐蚀的影响因素,提出预防钻柱失效的四条措施即正确选材,改善工作环境,降低服役载荷或应力以及加强管理。指出含硫气田钻具腐蚀与防护研究的热点及发展发向是:开展高温高压、H2S+CO2+Cl-共存、以及高矿化度地层水等恶劣环境腐蚀研究;加强对H2S+CO2共存环境中的腐蚀基础理论研究;开发经济性抗硫钻杆及制定相关标准,为我国高含硫气的开发提供指导的借鉴。

塔里木油田有机盐完井液腐蚀研究

模拟塔里木油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、pH值对P110、VM140和HP-13Cr三种油管材质的腐蚀行为。结果表明:随完井液密度的增加,管材的腐蚀速率逐渐降低;温度越高腐蚀越严重,随温度逐渐升高,试片由均匀腐蚀变为坑点较多的局部腐蚀;pH值增加,腐蚀速率逐渐下降,这与完井液适宜在偏碱性环境中使用相一致;相同条件下,腐蚀速率大小为P110>VM140>HP-13Cr;P110和VM140在低密度完井液中存在严重的局部腐蚀,相同条件下VM140抗局部腐蚀的能力强于P110,但二者的差异不大,HP-13Cr基本无局部腐蚀。当完井液密度低于1.15g/cm3或温度超过80℃时,P110和VM140腐蚀严重,必须采取相应的防腐措施。

冲砂泡沫流体室内携砂规律研究

为了解冲砂泡沫流体的携砂规律,在自制的试验装置上研究了冲砂时间与砂面高度的关系以及井筒倾角和砂粒直径对携砂率和停留时间的影响。试验结果表明,砂面高度首先快速下降,然后缓慢下降直至趋于平缓;直径小于0.5 mm的砂粒在泡沫中携砂率大于90%,此时井筒倾角对携砂率和停留时间基本没有影响;直径1.0～1.5 mm的砂粒,携砂率随倾角的增大先减小后增大,停留时间随倾角的增大而缩短,倾角在45°～60°时携砂率最小。对于相同的倾角,砂粒直径越大,携砂率越低且停留时间越长。垂直井筒中砂粒以均匀悬浮方式随泡沫流体一起运移;倾斜井筒中砂粒以跳跃方式运移,且明显滑向较低一侧。

油田压裂液无害化处理实验研究

压裂液由于所加添加剂种类繁多,且有机成分复杂,使CODcr值的降解难度增大。以河南油田探井压裂返排液为研究对象,通过大量室内实验,确定了“混凝—氧化—Fe/C微电解—H2O2/Fe2+催化氧化—活性炭吸附”五步法处理工艺,并将其用于处理其它油井的压裂返排液。实践证明,该处理工艺流程简单、处理效果较好。