RDA100高温高压动态腐蚀测定仪在酸岩反应研究中的应用

碳酸岩基质酸化反应的研究是优选酸液体系与优化酸化设计的基础。应用旋转圆盘仪研究酸岩反应动力学已经广泛采用。文中利用一种新型的旋转圆盘仪—RDA100高温高压动态腐蚀测定仪,研究了温度、转速、酸浓浓度、压力4种因素对酸岩反应速率的影响的主次,并对诸因素的影响进行了分析。针对某表活酸与地层碳酸岩的反应,研究了一定条件下酸岩反应动力学方程。

高温高压下G3镍基合金油管酸化腐蚀的力学性能

低渗透“三高”(高温、高压、高酸气含量)油气田开发过程中,普遍都会实施一体化管柱酸化增产作业,但其中一些油气井在酸化、生产过程中频繁出现管柱失效的问题。为了探究相关管材在酸液环境中的腐蚀行为和力学性能下降的原因,采用高温高压循环流动测试仪并辅以金相显微镜、SEM、EDS及力学性能测试技术,采用高温高压釜失重实验、力学性能测试对现场常用的P110管材、G3镍基合金管材进行了腐蚀评价及拉伸力学性能实验,评价其在生产及不同注酸工况下的腐蚀状况、腐蚀行为以及力学性能的变化规律。研究结果表明:①在生产和酸化工况下,镍基合金钢的腐蚀速率远小于碳钢;②随着注酸强度的增加,镍基合金钢和碳钢腐蚀速率增大,并且均大于NACE RP0775-2005标准规定的0.076mm/a;③随着注酸强度的增加,镍基合金钢表面点蚀坑增多,腐蚀产物膜变厚,并且在10%、20%浓度酸液中的试样表面出现了腐蚀产物膜剥落的现象;④酸化后碳钢及镍基合金钢的力学性能降低,降低程度随酸液浓度、酸化时间的增加而趋于显著,并且镍基合金钢降低程度比碳钢更明显。结论认为:①酸化施工应采用酸化管柱和生产管柱分开的方式进行酸化作业,也可采用合理控制酸化时间的方式进行防护;②开采过程中推荐使用镍基合金油管材料。

对高温酸化缓蚀剂评价标准的研究及优化建议

高温缓蚀剂高温高压动态腐蚀速率评价方法依据行业标准SY/T 5405—1996《酸化用缓蚀剂试验方法及评价指标》。实际评价工作中,由于加入量不统一、反应起始时间界定模糊、措施体系防腐性能评价缺失等情况,造成高温高压动态腐蚀速率平行试验结果相对误差大、现场应用关联度低等问题。在原标准的基础上,结合现场实际应用需要及室内可操作性,分析加入量、反应时间、试片材质等因素的影响并加以优化。优化后的试验结果相对误差降低,充分体现高温酸化缓蚀剂单剂、措施体系的效果趋势。

油气田酸化压裂环境下碳钢油套管材的腐蚀行为研究

为了明确某油田在酸化压裂环境下鲜酸、残酸对油套管材料腐蚀性能的影响规律及材料的适应性,采用腐蚀失重法、三维体视光学显微镜观察等方法分析了P110、C110油管材料在酸化全过程的腐蚀损伤发展趋势、点蚀敏感性和不同条件下的腐蚀形貌特征,并优化了酸化缓蚀剂。结果表明:随着鲜酸酸化温度的逐渐升高,材料腐蚀程度均呈增大趋势,当温度≥180℃时,C110的平均腐蚀速率v_(corr)=127.7 g/(m^(2)·h),P110的平均腐蚀速率v_(corr)=407.0 g/(m^(2)·h),均远高于指标要求;在模拟鲜酸温度为100℃时材料表面已出现点蚀形核现象,随着温度的升高,点蚀敏感性逐渐增大。在超高温180℃的残酸环境下,C110和P110材料均发生极严重腐蚀。酸化液组分中缓蚀剂在高温条件下明显失效,导致残酸返排环境下管材遭受严重腐蚀损伤。优化后的改性曼烯碱酸化缓蚀剂通过多层吸附膜的形成明显减缓了材料的腐蚀速率,在180℃高温鲜酸环境下缓蚀率为89.4%。

哈法亚油田注海水过程中腐蚀及结垢研究

根据海水离子组成,配制了矿化度为50 000 mg/L的人造海水,并围绕Halfaya油田注水系统的环节,确定腐蚀实验试样挂片,通过高温高压动态腐蚀仪对挂片进行腐蚀试验,观察记录实验现象,取垢样对其进行定性分析,总结垢样组成,得出了垢样不含碳酸盐垢、氧化铁垢、硫酸盐垢、硅酸盐垢的结论。

清洁自生热压裂液技术与实验方法

目前已有的多种自生热压裂液体系,通常需要加入活化剂,配制过程复杂。研究了一种采用疏水聚合物作为稠化剂的清洁自生热压裂液体系,该稠化剂在合成过程中添加了耐盐单体,保证其在盐水中有高溶解性;采用有机锆酸性交联剂,提供酸性交联环境,无需加入生热反应所需要的活化剂和交联反应所需要的调节剂。稠化剂使用浓度为0.6%,具有良好的耐温耐剪切性能、黏弹性能及破胶性能,在100℃、170 s^(-1)下剪切60 min后黏度为140 mPa·s左右,黏弹性与常规瓜胶压裂液相当,残渣含量为11.9 mg/L,残渣伤害小,适用于中低温储层。采用高温高压动态酸化腐蚀仪,通过监测压力变化,计算了生热剂的反应程度,该操作简单,计量准确,可用于自生热压裂液体系配方优化及反应程度的估算。研究结果表明,在40℃时,基液中生热剂之间不发生反应,80℃时反应程度约为55%,120℃时反应完全,因此该体系适合提前配制,实施方法与常规压裂液相同。