侏罗系油藏用J55套管腐蚀原因分析及防治措施研究
作者单位:西安石油大学
学位级别:硕士
导师姓名:吕祥鸿;白真权
授予年度:2022年
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]
主 题:侏罗系油藏 套管腐蚀 防治措施 缓蚀剂 铝合金牺牲阳极
摘 要:随着油田大规模建产,特别是开发侏罗系油田己进入高含水时期,油井J55套管损坏情况十分严重,若不及时采取针对性防治措施,将造成灾难性事故,危害人身安全,阻碍油气田的和谐与持续发展。所以积极开展套破预防技术的研发应用,对于提升老油田整体发展效率有着重要意义。本文基于侏罗系油藏油井套管的腐蚀环境、套损情况、固井质量调研,对井筒采出液及腐蚀产物成分进行分析,明确侏罗系油藏井筒套破原因及影响因素;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J55套管钢在侏罗系环境下的腐蚀行为和腐蚀机理,并对侏罗系油藏现有防腐措施的应用效果进行了分析评价,提出了有效的改进措施。研究结果表明:侏罗系油藏套管柱的固井质量对油井套破影响程度较小,套破为由内到外腐蚀穿孔所致,内腐蚀是导致套破的主要原因。内腐蚀主要以CO腐蚀为主,表面成膜成垢构建了微生物适宜生长的环境,加剧套管CO腐蚀的严重程度,其腐蚀机理表现为CO和微生物协同作用的氢去极化腐蚀机制。现场在用的缓蚀剂与井筒采出液不配伍,对J55套管的缓蚀效率为86.76%,但均匀腐蚀速率偏高(0.1140mm/a),未达到≤0.076mm/a的要求,且套管表面有大量点蚀。现场在用牺牲阳极化学成分不符合标准要求,存在铸造缺陷,当温度达到40℃时,其工作电位(-0.73V)已接近套管自腐蚀电位,不能提供有效保护。本文通过试验优选出2种缓蚀剂和1种高温铝合金牺牲阳极作为套破防治措施,其中固体缓蚀剂缓蚀率为91.4%(J55套管均匀腐蚀速率为0.0738mm/a,无明显点蚀),其井下释放时间达到82天;多功效药剂兼具阻垢性能、杀菌性能和缓蚀性能,碳酸钙阻垢率为96.97%,杀菌率为100%,缓蚀率为78.4%,且无明显点蚀,两种缓蚀剂均能显著减缓J55套管的均匀腐蚀和局部腐蚀。高温铝合金牺牲阳极具有良好的电化学性能,温度高达80℃时,仍具有足够负的工作电位(-0.98V)、较高的电容量(2020A·h/kg)和电流效率(70.41%),对J55套管可以提供良好的保护效果。