气井生产过程中碳钢管柱CO_2腐蚀规律

作     者：赵垒 闫怡飞 王鹏 张庆生 宋胜利 赵龙 韩伟民 冯耀荣 闫相祯 Zhao Lei;Yan Yifei;Wang Peng;Zhang Qingsheng;Song Shengli;Zhao Long;Han Weimin;Feng Yaorong;Yan Xiangzhen

作者机构：中国石油大学(华东)机电工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)油气CAE技术研究中心山东青岛266580 中国石油天然气集团公司管材研究所陕西西安710065 中国石油化工股份有限公司中原油田分公司石油工程技术研究院河南濮阳457000 

出 版 物：《石油学报》 (Acta Petrolei Sinica)

年 卷 期：2019年第40卷第2期

页      面：232-239页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0827[工学-核科学与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(No.51804330) 国家科技重大专项(2016ZX05017-003) 中国石油天然气集团公司科技计划项目(2016A-3905) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(18CX02154A)资助 

主　　题：气井 稳态生产 碳钢管柱 CO2腐蚀 腐蚀规律 

摘      要：掌握气井稳态生产过程中CO_2对碳钢管柱沿井深方向的腐蚀规律才能更好地确定油气田开发和实施方案,预防和降低管柱腐蚀失效事故。根据质量守恒、动量守恒、能量守恒以及非理想气体状态方程建立了地面稳态生产条件下管柱内热流耦合计算模型,并与实测结果进行了对比研究。以Norsok模型为基础,根据实际生产用管材等建立了相应的修正表达式,并进行了实例验证。研究了CO_2摩尔分数、井筒总体传热系数,管柱内半径和日产量对管柱腐蚀速率的影响。研究表明,建立的热流耦合模型和腐蚀预测模型计算精度满足工程需要;地面日产量越大,井深方向管柱内天然气密度、速度、温度越高,而压力越低;增加CO_2摩尔分数和地面日产气量、降低井筒总体传热系数和管柱内径均可引起管柱最大腐蚀速率出现的位置向井口方向移动,并且日产气量和井筒总体传热系数的影响更为明显;沿井深方向上,管柱腐蚀速率变化分为4个阶段,且不同影响参数变化时,腐蚀速率的影响规律不尽相同。