CN102606111A - 一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法，该方法包括在所述多元热流体热采工艺中，当待注入的所述多元热流体的温度高于200℃时，按所述多元热流体中的水与缓蚀剂的总重量计，将所述多元热流体与所述缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液，将10wt％的缓蚀剂溶液注入所述管柱，使管柱充满所述10wt％的缓蚀剂溶液后焖井6-12小时；接着按所述多元热流体中的水与所述缓蚀剂的总重量计，另外将所述多元热流体与缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液，然后将400-800ppm的缓蚀剂溶液注入管柱。本发明不仅可以有效地抑制注热管柱的腐蚀，而且还可以减缓井下其他工具的腐蚀，是一种系统防腐方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。
背景技术
近年来，热采技术在海洋稠油油田得到了应用及推广，尤其是多元热流体吞吐提高采收率技术，已经在海洋油田应用了6井次并且应用规模正在不断扩大。但在推广应用过程中发现井下管柱及工具发生了不同程度的腐蚀，尤其是稠油油藏多元热流体热采工艺中常用的油管用钢，即P110钢发生了严重的腐蚀，造成了很大的经济损失。
多元热流体是由柴油、原油或天然气与空气燃烧后和水混合并将水加热或汽化后的多元组分流体，主要包括N2、CO2、热水、蒸汽等组分或者是在蒸汽吞吐过程中伴注人工收集或制备的烟道气、CO2或N2，从而形成多元热流体。为避免燃烧过程中积碳问题的发生，必须使空气过量，即多元热流体的高温余氧。注入井下的多元热流体中的CO2和剩余O2在湿蒸汽或热水环境下会对钢铁材质的注汽管和套管或筛管产生腐蚀破坏。
通常含CO2的油井，其温度一般较低，不超过150℃，针对CO2腐蚀控制方法研究较多的也是低于150℃的，而目前针对高温、高压下CO2和O2腐蚀的研究很少，相关的防腐控制方法也几乎是空白。
因此，为了控制多元热流体热采工艺中管柱在高温、高压下受高速流体冲刷下的腐蚀，需要一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。
正如本文中使用的，术语“多元热流体”一般指一种含有蒸汽、氮气、二氧化碳及化学药剂等的温度范围可达120℃-350℃的热流体。
正如本文中使用的，术语“管柱”指的是注入多元热流体时用的普通高真空隔热油管管柱，其由P110钢制成。
本发明所述的在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法包括在所述多元热流体热采工艺中，当待注入的所述多元热流体的温度高于200℃时，按所述多元热流体中的水与缓蚀剂的总重量计，将所述多元热流体与所述缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液，将10wt％的缓蚀剂溶液注入所述管柱，使管柱充满所述10wt％的缓蚀剂溶液后焖井6-12小时；接着按所述多元热流体中的水与所述缓蚀剂的总重量计，另外将所述多元热流体与缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液，然后将400-800ppm的缓蚀剂溶液注入管柱。
根据美国腐蚀工程师协会标准NACE0775-2005，管材的腐蚀速率低于0.126mm/a，即满足多元热流体防腐要求。
本发明所用缓蚀剂为本领域常用的咪唑啉类缓蚀剂，如季铵盐改性咪唑啉、酰胺基咪唑啉、硫脲基咪唑啉等。
在本发明的一个实施方案中，所述多元热流体与缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过先将缓蚀剂原液加注到药剂罐中，启动多元热流体发生器，多元热流体温度设定120℃，再用常规药剂泵将缓蚀剂原液注入到多元热流体注入管线中，缓蚀剂注入速度与多元热流体注入速度之比为1∶9，缓蚀剂与多元热流体在注热管线内混合，即形成缓蚀剂溶液浓度为10％。
在本发明的一个实施方案中，使管柱充满所述缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过注入隔热油管与井下管柱的总容积的1.5倍容积的缓蚀剂溶液。
在本发明的一个实施方案中，将所述多元热流体与缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过在药剂罐中将缓蚀剂原液配制成10％的水溶液，用普通药剂泵将缓蚀剂水溶液注入到多元热流体注入管线中，缓蚀剂注入速度与多元热流体注入速度之比为1∶2500-1∶1250，缓蚀剂与多元热流体在注热管线内混合，即形成缓蚀剂溶液浓度为400-800ppm。
本发明可以有效抑制注入井下的多元流体中的CO2和剩余O2在湿蒸汽或热水环境下会对钢铁材质腐蚀破坏，填补了多元热流体热采工艺中管柱腐蚀防护的空白，有力地促进了多元热流体热采工艺的推广。
相对于现有的电化学防护、涂层防护和使用不锈钢材料这几种腐蚀防护方法，本发明不仅可以有效地抑制注热管柱的腐蚀，而且还可以减缓井下其他工具的腐蚀，是一种系统防腐方法。
附图简述
图1是根据本发明实施方案的缓蚀剂注入工艺的示意性工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
以下关于渤海湾某海上稠油井为例阐释了本发明的一般原理，但应该注意，本发明绝不限于海上稠油井。
以位于NB35-2油田的一口海上稠油热采井为例来阐述本发明的一般原理。该井是一口新钻热采井，井材为P110钢。多元热流体注入温度为255℃，多元热流体注入量为4000吨。该井井深1700m，计算隔热油管与井下管柱的总容积为10m3。
根据中国国家标准GB/10124-88《金属材料实验室均匀腐蚀试验方法》和中国石油行业标准SY 5273-96《油田注水缓蚀剂评定方法》，由室内失重实验确定255℃条件下咪唑啉缓蚀剂的使用浓度为300ppm时，P110钢材的腐蚀速率为0.10772mm/a，缓蚀率达到94.17％，满足多元热流体热采防腐要求。考虑现场缓蚀剂吸附及热分解损失，实际使用浓度为750ppm。
请参见图1，先将缓蚀剂原液加注到药剂罐3中，启动多元热流体发生器2，多元热流体温度设定120℃，多元热流体注入速度为1.8吨/小时，同时启动药剂泵1将缓蚀剂原液注入到多元热流体注入管线中，药剂泵的注入速度为0.2吨/小时，缓蚀剂与多元热流体在注入管线内混合后形成的缓蚀剂溶液浓度为10wt％。向管柱中注入15m3的10wt％的缓蚀剂溶液后，焖井6-12小时。
注热开始后，药剂罐3中配制10％的缓蚀剂水溶液。启动多元热流体发生器2，多元热流体温度设定255℃，多元热流体注入速度为7吨/小时，同时启动药剂泵，药剂泵的注入速度为5.25公斤/小时，至多元热流体注入结束，该井伴注缓蚀剂3吨。
通过热采放喷结束起出的隔热油管可以看出：该井隔热油管通体未发现明显腐蚀，公扣和母扣处完好无损；而未采取本方法的油井，热采放喷后隔热油管接箍处腐蚀严重，一些隔热油管的接箍已经腐蚀穿孔，大多数隔热油管的内管与外管已经完全脱离，这说明本发明完全满足高温条件下的多元热流体热采工艺防腐要求。
Claims (2)
1.一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法，包括在所述多元热流体热采工艺中，当待注入的所述多元热流体的温度高于200℃时，按所述多元热流体中的水与缓蚀剂的总重量计，将所述多元热流体与所述缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液，将所述10wt％的缓蚀剂溶液注入所述管柱，使所述管柱充满所述10wt％的缓蚀剂溶液后焖井6-12小时；接着按所述多元热流体中的水与所述缓蚀剂的总重量计，另外将所述多元热流体与所述缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液，然后将所述400-800ppm的缓蚀剂溶液注入管柱。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述缓蚀剂为咪唑啉类。
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