连续油管在四川高含CO_(2)气田环境中的腐蚀规律研究

针对四川高含CO_(2)气田连续油管作业腐蚀严重的问题,利用高温高压反应釜模拟连续油管作业工况,通过失重法测得CT80和2205DSS油管钢在CO_(2)环境中的腐蚀速率,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)等表面分析技术对连续油管腐蚀后的表面形貌、元素组成进行分析。结果表明:在CO_(2)为主导的腐蚀环境下,随着温度、压力的升高,气相环境中CT80腐蚀速率逐渐增大,2205DSS腐蚀速率变化不大且较CT80腐蚀速率低;液相环境中CT80腐蚀速率随温度、压力升高呈先增大后降低趋势,2205DSS腐蚀速率较低且变化不大。腐蚀产物微观分析发现CT80液相主要腐蚀产物为FeCO_(3)和Fe_(2)O_(3),产物膜疏松多孔,腐蚀较为严重;2205DSS液相主要腐蚀产物为Cr_(2)O_(3),产物膜较为致密,腐蚀轻微。2205DSS连续油管具有较好的耐腐蚀性能,适合在高含CO_(2)气田中使用。

高温高压下蒙脱石水化特性的分子模拟

页岩中黏土矿物的水化膨胀是影响页岩气井井壁稳定性的一个重要因素,蒙脱石作为黏土矿物的主要成分,其水化机理对于解决页岩气井井壁失稳问题至关重要。为了深入探索高温高压地层环境下蒙脱石的水化机理,利用分子模拟软件从微观角度研究了不同水化程度的蒙脱石在不同温度压力条件下的晶层间距、晶层间物质的移动规律、离子水化参数以及力学参数的变化。研究结果表明:温度增加、压力降低时,蒙脱石层间距随之增加,且温度对层间距的影响较大,层间距范围在1.823-2.042 nm之间;层间水分子和钠离子的扩散速率随温度增加而加快,随压力升高而减慢;低温高压时钠离子的水化配位数较大,配位数范围在2.35-4.35之间;温度增加时,蒙脱石晶体的体积模量、剪切模量以及弹性模量随之减小,泊松比随之增加,而压力对蒙脱石晶体力学参数的影响却恰恰相反。可见,本文的研究结果对于高温高压地层环境下页岩地层水化机理的研究具有重要的理论指导意义。

恒定的pH值和Fe^(2+)浓度下X65碳钢的CO_2腐蚀行为

在初始pH值为5.80和初始Fe^(2+)浓度为20 mg/L的条件下,采用离子交换树脂调节腐蚀过程中的pH值和Fe^(2+)浓度,使p H值和Fe^(2+)浓度在整个腐蚀过程中保持恒定。采用开路电位测试、线性极化技术、扫描电镜等手段研究了X65钢的CO_2腐蚀行为,并与非恒定条件(腐蚀过程中不调节pH值和Fe^(2+)浓度)下X65钢的CO_2腐蚀行为进行了对比。结果表明,在非恒定的pH值和Fe^(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在120 h后迅速下降,220 h后腐蚀速率约为0.5 mm/a,样品表面的FeCO3膜完整且致密。在恒定的pH值和Fe^(2+)浓度下,X65钢的腐蚀速率在160 h后才开始缓慢下降,220 h后腐蚀速率仍高达4.5 mm/a,样品表面FeCO3膜的裂纹较多,且与基体之间存在明显间隙。因此,在密闭容器中维持相对恒定的pH值和Fe^(2+)浓度对获得与油气田现场一致的CO_2腐蚀行为规律十分重要。