深层煤层气井下管柱腐蚀结垢原因分析及缓蚀阻垢剂应用

作     者：袁洋 王玉斌 刘印华 徐万勇 YUAN Yang;WANG Yubin;LIU Yinhua;XU Wanyong

作者机构：中石油煤层气有限责任公司工程技术研究院西安710082 中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京100089 

出 版 物：《中国科技论文》 (China Sciencepaper)

年 卷 期：2024年第19卷第4期

页      面：506-512页

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 08[工学] 082002[工学-油气田开发工程] 

基　　金：中国石油股份公司前瞻性、基础性科技项目(2021DJ2304) 中石油煤层气有限责任公司“研发一代”科技项目(2021-KJ-04) 

主　　题：深层煤层气 鄂尔多斯盆地东缘 腐蚀结垢 缓蚀阻垢剂 

摘      要：针对大宁-吉县区块深层煤层气井下管柱腐蚀结垢现象严重的问题,在采出气、采出水及腐蚀结垢产物组成测试的基础上,开展了腐蚀结垢原因分析,并优选出了一种复合缓蚀阻垢剂。结果表明:深层煤层气井采出水中Ca^(2+)质量浓度高(4069.88~56667.51 mg·L^(-1)),易与HCO_(3)^(-)生成CaCO_(3);气藏开发过程中,地层压力逐渐降低,导致生成CaCO_(3)时产生的CO_(2)不断从水中析出,促进CaCO_(3)生成;此外,随着地层压力的降低,井筒内采出水加速蒸发,促进可溶性盐析出。采出气中CO_(2)分压较高(0.16~0.99 MPa),导致井下管柱表面难以形成有效的FeCO_(3)腐蚀钝化膜;此外,垢层下的金属离子难以扩散,促使采出水中的Cl^(-)迁入垢层中以保持电荷平衡,造成管柱加速腐蚀。优选得到的复合缓蚀阻垢剂效果良好,在70℃条件下,质量浓度为300 mg·L^(-1)时,阻垢率为91.39%,静态腐蚀速率为0.058 mm·a^(-1),动态缓蚀率90%。应用井注入复合缓蚀阻垢剂后,采出水无明显结垢现象且Fe^(3+)质量浓度由281.93~378.60 mg·L^(-1)降至33.90 mg·L^(-1),检泵周期由139 d延长至327 d。