油气井除垢剂的性能优化与除垢机理

垢堵问题是造成油气田减产的主要问题之一。目前常用的酸性解堵剂存在较强的腐蚀性,影响到油气井的安全生产。为了解决以上问题,采用Gaussian 09软件通过DFT优化分子结构计算了几种螯合剂的HOMO/LUMO能级和螯合剂与金属离子的结合能,优选了螯合剂二乙烯三胺五乙酸(DTPA);同时,采用计算化学对复合型除垢剂的除垢机理进行了深入探索,研究了不同助剂之间的协同作用;在理论研究基础上研发一种以DTPA为主剂的非酸性除垢剂体系:12%DTPA+0.3%阻垢剂PASP+0.4%渗透剂JFC。该配方对某现场垢样的溶垢率最高可达到80%以上,具有较好的溶垢效果。根据动力学模拟,验证了除垢剂体系对于碳酸钙的溶垢过程符合准二级动力学模型。

长庆油田某作业区原油特性及防蜡剂研究

以长庆油田某作业区原油为研究对象,通过碳数分布及原油成分等测试,对导致该区块井筒严重结蜡的原因进行了分析。结果表明造成结蜡的主要原因有2个:一是原油中沥青质和胶质与蜡的质量比低;二是原油中高碳数组分占比大且碳链长度长。基于结蜡原因分析结果,构建高效三元共聚物防蜡剂,添加500 mg/L防蜡剂时防蜡效果明显,防蜡率达到70%以上,原油凝点降低6℃。蜡晶显微及黏度测试结果可见防蜡剂和石蜡之间产生的共晶会破坏石蜡的晶态结构,影响了石蜡三维网状结构的形成,因此达到防蜡的效果。

J55套管钢CO_(2)和微生物腐蚀行为的研究

通过模拟井下环境的均匀和局部腐蚀试验,结合电化学测试分析,研究了J55套管钢的腐蚀行为和腐蚀机理。结果表明:随着温度的升高,J55套管钢的CO_(2)均匀腐蚀速率逐渐增大,当温度达到60℃时,其腐蚀速率达到最大值,即1.017 5 mm/a,并且局部腐蚀最为严重。SRB、TGB导致J55套管钢的均匀腐蚀速率明显增大,局部腐蚀程度显著增强。在单独CO_(2)腐蚀环境中,J55套管钢的阴极和阳极均表现为活化反应,自腐蚀电位下的腐蚀电流密度为阴极反应过程所控制。随着温度的升高,其电化学腐蚀热力学趋势增强,当温度达到60℃时,J55套管钢动力学阻力达到极小值点,自腐蚀电流密度最大。SRB、TGB使J55钢在CO_(2)腐蚀环境中的自腐蚀电位明显降低,并显著促进了CO_(2)腐蚀的阴极氢去极化过程,导致J55钢的阳极溶解加速。