稠油热采井浅层套管腐蚀机理研究

为了对浅层套管在地层水环境下的腐蚀产物组分进行化验分析并确认其腐蚀机理,开展了N80、P110、110H、130TT 4种材质在Cl^(-)质量浓度分别为5 000、20 000、40 000 mg·L^(-1)和温度分别为50、100、165、200、280℃条件下的全因子腐蚀实验。结果表明:随着温度升高腐蚀速率逐渐增加,相同温度下,Cl^(-)质量浓度从5 000 mg·L^(-1)增加到40 000 mg·L^(-1),腐蚀速率呈下降趋势,在高温时这种趋势更为显著。为了更好地比较Cl^(-)质量浓度对腐蚀速率的影响,开展了无Cl^(-)、无氧环境、无HCO_(3)^(-)环境下的腐蚀实验,可以看出无Cl^(-)存在时4种材料的腐蚀速率最小,在无氧环境下腐蚀速率远小于含氧环境的腐蚀速率。XRD组分分析测试显示,不同材质、温度、Cl^(-)环境下,腐蚀产物组成未发生明显改变,主要为Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),Cl^(-)会优先在试样表面吸附形成Fe^(2+),并且作为催化剂加速阳极溶解,阴极反应主要为吸氧反应,O_(2)的存在会导致腐蚀产物转变为Fe_(2)O_(3)和Fe_(3)O_(4),生成的腐蚀产物相对疏松,并且产物膜中存在裂纹,为离子扩散提供通道,导致腐蚀加剧。

H_(2)S/CO_(2)/O_(2)环境下稠油热采生产井管柱腐蚀机理研究

为了研究稠油热采生产井管柱腐蚀规律,采用室内挂片失重法实验对影响管柱腐蚀的主要因素进行评价,主要包括温度、H_(2)S分压、CO_(2)分压及O_(2)分压,并通过分析腐蚀产物厘清腐蚀机理。实验结果表明,P110钢的腐蚀产物主要是FeCO_(3)、FeS和Fe_(2)O_(3),当温度低于70℃时,腐蚀速率随着温度的升高而增大,70℃时达到最大值,随后开始减小;CO_(2)、O_(2)分压增大,腐蚀速率增大,H_(2)S分压增大,腐蚀速率先减小后增大。通过各因素对腐蚀速率的影响结果对比可知,O_(2)分压和温度对腐蚀速率的影响要高于H_(2)S和CO_(2)。腐蚀规律和机理对保障安全生产和提高管柱使用寿命具有重要意义。

原油中饱和烃化合物在稠油火驱室内实验中的指示作用

稠油油藏开发中,火驱是否实现高温氧化已经成为评价开发效果的难点之一。为了认清火驱后原油性质的微观变化特征,借助室内物理模型开展稠油火驱实验,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)技术对火驱前后的原油开展饱和烃方面的研究。研究表明:火驱后由于原油中饱和烃组分含量增加,造成轻重比(ΣnC_(21-)/ΣnC_(22+))变大,而Pr/nC17、Ph/nC18降低,Pr/Ph比值和OEP值基本不变;甾烷系列化合物的分布特征和含量变化是判断火驱高温氧化的良好指标,热稳定性较好的孕甾烷和升孕甾烷含量增加明显,甾烷异构化参数C_(29)(ββ)/(αα+ββ)和C_(29)(20S)/(20S+20R)基本保持不变;萜烷系列的三环萜烷/藿烷比值在火驱后增加了近2倍,反映热演化程度的C_(31)(22S)/(22S+22R)比值变化不大;β-胡萝卜烷与γ-胡萝卜烷是判断火驱高温氧化的良好指标,火驱后胡萝卜烷含量大幅降低。因此,通过原油中饱和烃化合物的变化趋势、分布特征、含量变化可有效进行火驱高温氧化的评判,可为稠油火驱开发高温氧化燃烧状态的识别提供有力支持。

井下管柱渗漏导致注采气井A环空带压模拟分析研究

注采气井存在井下管柱渗漏导致A环空带压的现象,影响日常正常运行,测井工具可定位井下管柱漏点位置,但操作繁琐、成本高,有必要开展基于数值模拟的漏点参数诊断研究,定量化剖析环空带压规律。将A环空带压过程划分为气体渗漏、“气泡”膨胀、气柱聚并三个阶段,采用微元分析的思想,基于压力平衡、气液体积耦合等理论,创新建立了“气泡”膨胀阶段的数学模型。结合小孔模型形成A环空带压模拟方法,编制形成注采气井A环空带压计算模拟分析软件,通过参数假设、拟合对比可反向确定渗漏点的数量、深度、当量直径等参数。同时对渗漏点参数进行敏感性分析,研究表明渗漏点深度主要影响A环空的稳定带压值,渗漏点数量与当量直径主要影响A环空压力变化速率。现场注采气井实际运行中,若井下管柱在浅部产生多个大尺寸的渗漏点,A环空会快速产生较大的井口压力,应优先处理最上部渗漏点,避免环空压力过大导致井屏障失效。该研究为注采气井的管柱完整性评价提供了新的技术手段。