CN106841026A - 一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法。该包括以下步骤:(1)首先收集缓蚀剂拟应用气井或气田的腐蚀工况参数;(2)然后根据收集的腐蚀工况参数设计缓蚀剂评价实验的实验温度、压力、腐蚀介质分压、腐蚀介质流速、缓蚀剂加注浓度等实验参数中的一种或几种的组合;(3)开展缓蚀剂评价实验;(4)对缓蚀剂评价实验的实验结果进行处理,得出缓蚀剂的缓蚀效率。本发明提供的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,可真实模拟不同井深、不同压力、不同温度、不同气体流速冲刷下的腐蚀工况,有效评价缓蚀剂缓蚀效率,缓蚀剂评价实验更为可靠,为研发新型缓蚀剂、设计高效防腐工艺提供了实验手段。
Description
技术领域
本发明涉及采气工程领域,特别涉及一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法。
背景技术
由于天然气井中含有CO2、H2S等腐蚀性介质,油套管及井下工具腐蚀不可避免。加注缓蚀剂是非常重要的防腐方式。相对于采用防腐管材进行防腐,缓蚀剂是较为经济的方式。国内众多的气井采用缓蚀剂防腐,也形成了系列化的缓蚀剂。
目前常用的缓蚀剂评价方法主要有:静态法和动态法。静态法是将样品挂片静置在腐蚀环境中,对比空白样品和添加缓蚀剂样品的腐蚀速率。动态法就是将样品挂片在腐蚀环境中以一定的速率转动,模拟样品在动态环境中的腐蚀,采用的设备主要有高温高压动态釜和高温高压旋转笼。缓蚀剂的防腐机理是在油管内壁形成保护膜,隔绝油管内壁和腐蚀性介质接触,避免油管腐蚀。由于现在多采用样品旋转、腐蚀介质静止的方式模拟动态腐蚀。样品旋转会带动腐蚀介质旋转,尤其是液相介质,导致样品和腐蚀介质的实际相对速率远低于预期速率。高速气流的冲刷对缓蚀剂在油管内壁形成防护层影响很大,非常有必要设计一种可真实模拟高速流体冲刷下的缓蚀剂评价方法。
发明内容
为解决现有技术中存在的诸多问题,本发明的目的在于提供了一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法。该方法能够很好地模拟高速气流冲刷下的腐蚀工况,有效评价缓蚀剂的缓蚀效率。
为达到上述目的,本发明提供了一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其包括以下步骤:(1)首先收集缓蚀剂拟应用气井或气田的腐蚀工况参数;(2)然后根据收集的腐蚀工况参数设计缓蚀剂评价实验的实验温度、压力、腐蚀介质分压、腐蚀介质流速、缓蚀剂加注浓度等实验参数中的一种或几种的组合;(3)开展缓蚀剂评价实验;(4)对缓蚀剂评价实验的实验结果进行处理,得出缓蚀剂的缓蚀效率。
在上述方法中,优选地,步骤(1)中收集的腐蚀工况参数包括:井口温度、井底温度和温度剖面中的一种或几种的组合(更优选为:井口温度和井底温度或温度剖面);井口压力、井底压力和压力剖面中的一种或几种的组合(更优选为井口压力和井底压力或压力剖面);日产量;油管尺寸和/或油管材质等。更优选地,步骤(1)中收集的腐蚀工况参数进一步包括:缓蚀剂加注浓度和/或缓蚀剂加注制度(即日注量或加注时间)、井深、以及腐蚀介质种类及其含量和/或分压等中的一种或几种的组合。
在上述方法中,优选地,步骤(2)中的缓蚀剂评价实验的腐蚀介质分压是根据所收集的腐蚀介质含量和/或分压确定的;缓蚀剂评价实验的腐蚀介质流速是根据油管尺寸、日产量以及理想气体状态方程确定的;缓蚀剂评价实验的实验温度和压力是根据井口温度、井底温度和温度剖面中的一种或几种的组合以及井口压力、井底压力和压力剖面中的一种或几种的组合确定的;缓蚀剂评价实验的缓蚀剂加注浓度是根据现场在用或生产厂家推荐的缓蚀剂加注浓度作为实验的初始加注浓度。然后可以开展不同缓蚀剂加注浓度下的缓蚀剂评价实验,根据实验结果进行调整进而确定出最佳的缓蚀剂加注浓度。此外如果有可靠的换算方法,确定缓蚀剂加注量和/或加注速率,则可在实验过程中进行考虑。首先,对于已有的且已在现场应用的缓蚀剂,其在现场工况下存在一个最佳的加注浓度(加注量则是按照经验摸索);对于已有的但还未有现场应用的缓蚀剂,其生产厂家一般也会有一个推荐的初始加注浓度;但是,由于不同的井腐蚀工况不同,最佳的加注浓度也有所不同,本发明开展缓蚀剂评价实验的其中一个目的就是确定出缓蚀剂最佳加注浓度;其次,研发缓蚀剂时,也需要确定最佳加注浓度;实验时必须有一个初始的加注浓度,这时可参考现场用的缓蚀剂确定初始加注浓度,然后开展不同加注浓度下的实验,确定出最佳加注浓度;最后,如果有可靠的换算方法时,确定加注速率,按比例指配好的缓蚀剂的加注速率,相当于每天加注多少配制好的缓蚀剂。另外,缓蚀剂评价实验的实验参数应覆盖缓蚀剂拟应用气井或气田的腐蚀峰值工况,这是由于CO2、H2S等腐蚀介质的腐蚀性随温度、压力影响变化,在整个井筒范围内存在峰值,即腐蚀最为严重,实验参数中应涵盖腐蚀峰值工况。此外,由于气体的可压缩性,从井底到井口,腐蚀介质流速变化很大,缓蚀剂评价实验的实验参数应涵盖从井底到井口的整个腐蚀介质流速范围。
在上述方法中,更优选地,步骤(2)中的缓蚀剂评价实验的腐蚀介质流速可以具体通过以下步骤确定:根据温度剖面和压力剖面,确定任意井深条件下的温度和压力,进而得出体积偏差系数,则可根据理想气体状态方程得出任意体积标况下气体在任意井深条件下的体积,即可得出日产量在任意井深条件下的产量,然后根据油管尺寸,得出任意井深条件下的腐蚀介质流速。具体方法例如:理想气体状态方程为PV=nRT;如果是实际气体需要体积偏差系数z,PV=znRT;现场的日产量为标准状况下的产量,即压力为0.1MPa,温度20℃,z可以根据实际气体组分求得(可查图版),R为常数,8.314;假设取1立方天然气,根据现场的油管压力、温度,即可得出此时的天然气体积;天然气体积又等于单位时间内天然气流过的长度和油管横截面积的乘积;根据物质守恒,可以得出油田内气体的实际流速。
在上述方法中,优选地,步骤(3)包括:根据所设计的实验参数,采用喷射式缓蚀剂评价系统,开展多组次的缓蚀剂评价实验。
更优选地,所述喷射式缓蚀剂评价系统包括:高温高压腐蚀环境模拟设备、缓蚀剂加注设备、高速气流冲刷设备以及其他辅助设备;
其中,所述高温高压腐蚀环境模拟设备包括一容器、至少一加热装置、一样品支架以及一第一气体压缩泵;所述加热装置设置于所述容器内,用于对容器内的介质进行加热,以模拟井下不同深度的温度;所述样品支架设置于所述容器内,用于固定实验样品;所述第一气体压缩泵通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一控制阀门,用于将腐蚀介质泵入所述容器中,以模拟井下不同深度的压力和/或腐蚀介质分压;
所述缓蚀剂加注设备包括一液体压缩泵;所述液体压缩泵通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一控制阀门,并且该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器内的缓蚀剂喷洒在样品表面,以模拟缓蚀剂在井下加注的过程;
所述高速气流冲刷设备包括一第二气体压缩泵、一第一流量计以及一冷却装置,所述第二气体压缩泵通过管线循环连接于所述容器,用于循环容器内的腐蚀介质,并且在第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质入口相连的管线上设有一控制阀门,且在该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器内的循环腐蚀介质喷射到样品上,利用腐蚀介质气流对样品的冲刷,模拟井下腐蚀介质气流对油管内壁的冲刷;所述第一流量计设置于第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质入口相连的管线上,用于控制循环腐蚀介质的泵入量和/或喷射速度(即腐蚀介质流速);所述冷却装置设置于第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质出口相连的管线上,用于冷却高温腐蚀介质;
所述其他辅助设备包括一安全阀门、一气体释放阀门以及一废液池;所述安全阀门连接于所述容器,用于在实验过程中,一旦压力超过一定值后,可自动释放压力进行泄压;所述气体释放阀门连接于所述容器,用于在实验结束后,使所述容器泄压;所述废液池通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一排放阀门,用于在实验结束后,盛放从所述容器中排放的实验废液。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述容器为一耐温耐压的容器。该容器应采用尺寸、壁厚以及耐压耐温等级符合要求的容器。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述加热装置为电控加热装置,以精确控制温度。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述高温高压腐蚀环境模拟设备还包括至少一压力表和/或至少一温度计,所述压力表和/或所述温度计与所述容器连接,以精确计量容器内的压力和/或温度。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述缓蚀剂加注设备还包括一第二流量计,所述第二流量计设置于所述液体压缩泵与所述容器连接的管线上,用于控制缓蚀剂的泵入量和/或加注速率。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述样品为电阻探针样品或挂片样品。当采用电阻探针作为样品时,可以实时测量实验过程中样品的腐蚀速率,但是探针上缓蚀剂不宜预膜。因此,更优选地,所述样品为挂片样品。
根据本发明的具体实施方式,优选地,当所述样品为挂片样品时,所述喷射式缓蚀剂评价系统可以进一步包括电化学测试设备,所述电化学测试设备包括一电化学工作站以及电极体系,所述电极体系为三电极体系,其连接于所述电化学工作站,所述三电极体系中的参比电极可以采用饱和甘汞电极,辅助电极可以采用铂金片,工作电极为所述的挂片样品,所述电化学测试设备用于实时测量实验过程中样品的腐蚀速率,为缓蚀剂的评价提供快速辅助功能。虽然电化学测试设备能够实时测量实验过程中样品的腐蚀速率,但是仍然优选采用失重法计算挂片样品的腐蚀速率,以使计算结果更为准确。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述安全阀门通过一管线连接于所述容器,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理。
在上述喷射式缓蚀剂评价系统中,优选地,所述气体释放阀门通过一管线连接于所述容器,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理。
在上述方法中,优选地,步骤(3)中的缓蚀剂评价实验可以包括以下步骤:
1、实验准备
将样品固定在样品支架上;将实验用腐蚀介质按照设计的含量配制好;将实验用缓蚀剂按照设计的浓度配制好,便于开展实验;
2、缓蚀剂预膜及加注
通过液体压缩泵将配制好的缓蚀剂泵入容器内对样品进行预膜处理(预膜的具体操作方法可以为本领域常规的预膜方法);并按照设计的浓度向样品喷洒缓蚀剂,模拟缓蚀剂加注工艺;
3、腐蚀环境模拟
按照设计,通过加热装置将容器内加热到实验温度,并保持恒温;将配制好的腐蚀介质通过第一气体压缩泵泵入容器内,达到实验压力,并保持恒压;确保容器内温度、压力及腐蚀介质分压达到设计要求,模拟现场井下腐蚀环境;
4、缓蚀剂性能评价
按照设计,通过第二气体压缩泵循环容器内的腐蚀介质,并通过喷嘴将泵入容器内的循环腐蚀介质喷射到样品上,以模拟现场井下腐蚀介质气流冲刷油管内壁工况,开展实验;
根据设计开展不同温度、和/或不同压力、和/或不同腐蚀介质分压、和/或不同缓蚀剂加注浓度、和/或不同腐蚀介质流速条件下的评价实验;
5、实验结束
每组实验结束时,先停止循环腐蚀介质,关闭加热装置,等待容器冷却至室温后,再释放并无害化处理容器内腐蚀介质,并且释放容器内实验废液。
在上述方法中,优选地,在步骤(3)中,所开展的多组次的缓蚀剂评价实验至少包括相同工况但未加注缓蚀剂的空白平行对比实验,以便对比评价缓蚀剂的缓蚀效率。
在上述方法中,优选地,步骤(4)包括:采用失重法评价不同工况(不同工况即不同温度、和/或不同压力、和/或不同腐蚀介质分压、和/或不同缓蚀剂加注浓度、和/或不同腐蚀介质流速)下缓蚀剂的缓蚀效率;取最低的缓蚀效率作为该缓蚀剂在该气井或该气田的缓蚀效率。失重法的具体操作步骤是按照标准GBT 18175-2014水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法中的步骤进行的。
根据本发明的具体实施方式,优选地,上述评价缓蚀剂缓蚀效率的方法进一步包括以下步骤:根据步骤(4)得到的缓蚀剂的缓蚀效率,以缓蚀效率最低的实验工况设计不同的缓蚀剂加注速率,确定缓蚀剂的最佳加注速率。
本发明提供了一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,该方法首先收集缓蚀剂拟应用气井或气田的腐蚀工况参数,然后根据工况参数设计实验温度、压力、气体流速、缓蚀剂加注浓度等实验参数,开展缓蚀剂评价实验,最后对实验结果进行处理,得出评价的缓蚀剂的缓蚀效率。
本发明提供的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,可真实模拟不同井深、不同压力、不同温度、不同气体流速冲刷下的腐蚀工况,有效评价缓蚀剂缓蚀效率,确定缓蚀剂加注速率,缓蚀剂评价实验更为可靠,为研发新型缓蚀剂、设计高效防腐工艺提供了实验手段。现有缓蚀剂评的动态法多采用样品旋转的方式,样品与腐蚀介质的实际相对速率很难保证。此外,现有方法不能很好地模拟高速气流冲刷以及缓蚀剂的加注等工况。本发明的方法适应于国内各气田的缓蚀剂评价与研发,包括:西南油气田等主力气田。
附图说明
图1是本发明一具体实施方式提供的喷射式缓蚀剂评价系统的结构示意图;
图2是本发明一具体实施方式提供的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法的流程示意图;
主要组件符号说明:
1、第一气体压缩泵;2、第一控制阀门;3气体释放阀门;4、液体压缩泵;5、第二控制阀门;6、第二流量计;7、安全阀门;8、压力表;9、温度计;10、容器;11、样品;12、电控加热装置;13、电极体系;14、电化学工作站;15、样品支架;16、第一流量计;17、第三控制阀门;18、冷却装置;19、第二气体压缩泵;20、排放阀门;21、废液池。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
实施例1
本实施例提供了一种喷射式缓蚀剂评价系统,如图1所示,该系统包括:高温高压腐蚀环境模拟设备、缓蚀剂加注设备、高速气流冲刷设备、电化学测试设备以及其他辅助设备;
其中,所述高温高压腐蚀环境模拟设备包括一容器10、两个电控加热装置12、一样品支架15、一第一气体压缩泵1、一压力表8以及一温度计9;所述容器10为一尺寸、壁厚以及耐压耐温等级符合要求的容器;两个电控加热装置12均设置于所述容器10内,用于对容器10内的介质进行加热,以模拟井下不同深度的温度并精确控制温度;所述样品支架15设置于所述容器10内,用于固定样品11(所述样品11为挂片样品);所述第一气体压缩泵1通过管线连接于所述容器10,并在该管线上设有第一控制阀门2,用于将腐蚀介质泵入所述容器10中,以模拟井下不同深度的压力和/或腐蚀介质分压(如果实际井下压力过高,可采用腐蚀介质分压进行模拟;目前普遍认为,腐蚀介质分压是影响腐蚀的主要因素,没有必要必须模拟实际工况的真实总压;真实总压有时高达数十MPa,一般设备较难达到要求;腐蚀气体分压等于总压与腐蚀气体的体积百分数的乘积;例如:需要模拟二氧化碳分压为2MPa的工况,只需要将容器10内进行除氧,然后向里面泵入二氧化碳,直至压力达到2MPa即可);所述压力表8和所述温度计9与所述容器10连接,以精确计量容器10内的压力和温度;
所述缓蚀剂加注设备包括一液体压缩泵4以及一第二流量计6;所述液体压缩泵4通过管线连接于所述容器10,并在该管线上设有第二控制阀门5,并且该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器10内的缓蚀剂喷洒在样品11表面,以模拟缓蚀剂在井下加注的过程;所述第二流量计6设置于所述液体压缩泵4与所述容器10连接的管线上,用于控制缓蚀剂的泵入量和/或加注速率;
所述高速气流冲刷设备包括一第二气体压缩泵19、一第一流量计16以及一冷却装置18,所述第二气体压缩泵19通过管线循环连接于所述容器10,用于循环容器10内的腐蚀介质,并且在第二气体压缩泵19与容器10的循环腐蚀介质入口相连的管线上设有第三控制阀门17,且在该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器10内的循环腐蚀介质喷射到样品11上,利用腐蚀介质气流对经过缓蚀剂预膜的样品的冲刷,模拟井下高速腐蚀介质气流对油管内壁的冲刷;所述第一流量计16设置于第二气体压缩泵19与容器10的循环腐蚀介质入口相连的管线上,用于控制循环腐蚀介质的泵入量及喷射速度(即腐蚀介质流速);所述冷却装置18设置于第二气体压缩泵19与容器10的循环腐蚀介质出口相连的管线上,用于冷却高温腐蚀介质;
所述电化学测试设备包括一电化学工作站14以及电极体系13,所述电极体系13为三电极体系,其连接于所述电化学工作站14,所述三电极体系中的参比电极可以采用饱和甘汞电极,辅助电极可以采用铂金片,工作电极为所述的挂片样品,所述电化学测试设备用于实时测量实验过程中样品的腐蚀速率,为缓蚀剂的评价提供快速辅助功能;
所述其他辅助设备包括一安全阀门7、一气体释放阀门3以及一废液池21;所述安全阀门7通过一管线连接于所述容器10,用于保证在实验过程中,一旦压力超过一定值后,可自动释放压力进行泄压,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理;所述气体释放阀门3通过一管线连接于所述容器10,用于在实验结束后,使所述容器10缓慢泄压,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理;所述废液池21通过管线连接于所述容器10,并在该管线上设有排放阀门20,用于在实验结束后,盛放从所述容器中排放的实验废液(主要包括加注的缓蚀剂等)。
实施例2
本实施例提供了一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,该方法采用实施例1提供的喷射式缓蚀剂评价系统,其流程如图2所示,具体包括以下步骤:
(1)数据收集
现场某气田采用现场L80油管,油管直径88.9mm;产量60×104m3;井口温度20℃,井底温度93℃;井口压力13MPa,井底压力37MPa;腐蚀介质主要为CO2,CO2含量为2%,CO2分压为0.26MPa-0.74MPa;目前未加注缓蚀剂。
(2)实验方案设计
一般认为L80的腐蚀速率随温度升高单调增加,在80℃左右达到峰值;由于整个井筒温度范围在20-93℃,可分布取温度实验点即可,即20℃、80℃、90℃和100℃。如果实验组数许可,可适当增加实验温度点数。
一般认为L80的腐蚀速率随CO2分压升高单调增加,可取CO2分压实验分别为0.26MPa、0.5MPa和0.75MPa。
气井的压力范围为13-37MPa,考虑设备的承压能力,设计压力范围为5MPa和10MPa。
由于气体的可压缩性,气体流速受压力影响特别大;在不同的压力下,流速变化特别大;气井产量为60×104m3是为标准状况下的产量,即压力为0.1MPa、温度20℃下的产量,则需要求取实验设置压力条件下的气体流速;通过计算,在5MPa和10MPa,腐蚀介质流速分别为30m/s和15m/s。
由于现场未加注缓蚀剂,则缓蚀剂的初始实验浓度可参照其他缓蚀剂现场使用浓度设定,然后根据实验结果适当增加或降低,实验中取500ppm作为初始实验浓度;然后根据实验结果增加或降低,暂取1000ppm、2000pmm等。
(3)缓蚀剂评价实验
按照方案设计,采用喷射式缓蚀剂评价系统,开展多组次的缓蚀剂评价实验,所开展的多组次的缓蚀剂评价实验需要包括相同工况但未加注缓蚀剂的空白平行对比实验。实验中增加了3000ppm的缓蚀剂加注浓度;具体实验步骤包括:
1、实验准备
做好实验前的准备工作:加工样品、进行称重并将样品11固定在样品支架15上;将实验用腐蚀介质按照方案设计的含量配制好;将实验用缓蚀剂按照方案设计的浓度配制好,便于开展实验;
2、缓蚀剂预膜及加注
通过液体压缩泵4将配制好的缓蚀剂泵入容器10内对样品11进行预膜处理;并按照方案设计的浓度向样品11喷洒缓蚀剂,模拟缓蚀剂加注工艺;
3、腐蚀环境模拟
按照方案设计,通过电控加热装置12将容器10内加热到实验温度,并保持恒温;将配制好的腐蚀介质(即CO2)通过第一气体压缩泵1泵入容器10内,达到实验压力,并保持恒压;确保容器10内温度、压力及腐蚀介质分压达到方案设计要求,模拟现场井下腐蚀环境;
4、缓蚀剂性能评价
按照方案设计,通过第二气体压缩泵19循环容器10内的腐蚀介质,并通过喷嘴将泵入容器10内的循环腐蚀介质喷射到样品上,以模拟现场井下高速腐蚀介质气流冲刷油管内壁工况,开展实验;
根据方案设计,开展不同温度、不同压力、不同腐蚀介质分压、不同缓蚀剂加注浓度以及不同腐蚀介质流速条件下的评价实验;
5、实验结束
每组实验结束时,先停止循环腐蚀介质,关闭电控加热装置12,等待容器10冷却至室温后,再释放并无害化处理容器10内腐蚀介质,并释放实验废液。
(4)缓蚀效率计算
对样品11进行酸洗处理并称重,采用失重法得出腐蚀速率,进而得出缓蚀剂缓蚀效率;失重法的具体操作步骤是按照标准GBT 18175-2014水处理剂缓蚀性能的测定旋转挂片法中的步骤进行的。
得出评价缓蚀剂的最佳浓度为2000ppm;空白样腐蚀速率为0.32mm/a,添加缓蚀剂的样品腐蚀速率为0.016mm/a;缓蚀效率为95%,满足现场需求。
Claims (10)
1.一种评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其包括以下步骤:(1)首先收集缓蚀剂拟应用气井或气田的腐蚀工况参数;(2)然后根据收集的腐蚀工况参数设计缓蚀剂评价实验的实验参数,其包括实验温度、压力、腐蚀介质分压、腐蚀介质流速、缓蚀剂加注浓度中的一种或几种的组合;(3)开展缓蚀剂评价实验;(4)对缓蚀剂评价实验的实验结果进行处理,得出缓蚀剂的缓蚀效率。
2.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,步骤(1)中收集的腐蚀工况参数包括:井口温度、井底温度和温度剖面中的一种或几种的组合;井口压力、井底压力和压力剖面中的一种或几种的组合;日产量;油管尺寸和/或油管材质;
优选地,步骤(1)中收集的腐蚀工况参数进一步包括:缓蚀剂加注浓度和/或缓蚀剂加注制度,井深,以及腐蚀介质种类及其含量和/或分压中的一种或几种的组合。
3.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,步骤(2)中的缓蚀剂评价实验的腐蚀介质分压是根据所收集的腐蚀介质含量和/或分压确定的;缓蚀剂评价实验的腐蚀介质流速是根据油管尺寸、日产量以及理想气体状态方程确定的;缓蚀剂评价实验的实验温度和压力是根据井口温度、井底温度和温度剖面中的一种或几种的组合以及井口压力、井底压力和压力剖面中的一种或几种的组合确定的;缓蚀剂评价实验的缓蚀剂加注浓度是根据现场在用或生产厂家推荐的缓蚀剂加注浓度作为实验的初始加注浓度。
4.根据权利要求3所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,步骤(2)中的缓蚀剂评价实验的腐蚀介质流速是具体通过以下步骤确定:根据温度剖面和压力剖面,确定任意井深条件下的温度和压力,进而得出体积偏差系数,然后根据理想气体状态方程得出任意体积标况下气体在任意井深条件下的体积,即可得出日产量在任意井深条件下的产量,然后根据油管尺寸,得出任意井深条件下的腐蚀介质流速。
5.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,步骤(3)包括:根据所设计的实验参数,采用喷射式缓蚀剂评价系统,开展多组次的缓蚀剂评价实验。
6.根据权利要求5所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,所述喷射式缓蚀剂评价系统包括:高温高压腐蚀环境模拟设备、缓蚀剂加注设备、高速气流冲刷设备以及其他辅助设备;
其中,所述高温高压腐蚀环境模拟设备包括一容器、至少一加热装置、一样品支架以及一第一气体压缩泵;所述加热装置设置于所述容器内,用于对容器内的介质进行加热,以模拟井下不同深度的温度;所述样品支架设置于所述容器内,用于固定样品;所述第一气体压缩泵通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一控制阀门,用于将腐蚀介质泵入所述容器中,以模拟井下不同深度的压力和/或腐蚀介质分压;
所述缓蚀剂加注设备包括一液体压缩泵;所述液体压缩泵通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一控制阀门,并且该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器内的缓蚀剂喷洒在样品表面,以模拟缓蚀剂在井下加注的过程;
所述高速气流冲刷设备包括一第二气体压缩泵、一第一流量计以及一冷却装置,所述第二气体压缩泵通过管线循环连接于所述容器,用于循环容器内的腐蚀介质,并且在第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质入口相连的管线上设有一控制阀门,且在该管线的端口设置有一喷嘴,用于通过该喷嘴将泵入容器内的循环腐蚀介质喷射到样品上,利用腐蚀介质气流对样品的冲刷,模拟井下腐蚀介质气流对油管内壁的冲刷;所述第一流量计设置于第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质入口相连的管线上,用于控制循环腐蚀介质的泵入量和/或喷射速度;所述冷却装置设置于第二气体压缩泵与容器的循环腐蚀介质出口相连的管线上,用于冷却高温腐蚀介质;
所述其他辅助设备包括一安全阀门、一气体释放阀门以及一废液池;所述安全阀门连接于所述容器,用于在实验过程中,一旦压力超过一定值后,自动释放压力进行泄压;所述气体释放阀门连接于所述容器,用于在实验结束后,使所述容器泄压;所述废液池通过管线连接于所述容器,并在该管线上设有一排放阀门,用于在实验结束后,盛放从所述容器中排放的实验废液;
优选地,当所述样品为挂片样品时,所述喷射式缓蚀剂评价系统进一步包括电化学测试设备,所述电化学测试设备包括一电化学工作站以及电极体系,所述电极体系为三电极体系,其连接于所述电化学工作站,所述三电极体系中的参比电极采用饱和甘汞电极,辅助电极采用铂金片,工作电极为所述的挂片样品,所述电化学测试设备用于实时测量实验过程中样品的腐蚀速率。
7.根据权利要求6所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,所述容器为一耐温耐压的容器;
所述加热装置为电控加热装置;
所述高温高压腐蚀环境模拟设备还包括至少一压力表和/或至少一温度计,所述压力表和/或所述温度计与所述容器连接;
所述缓蚀剂加注设备还包括一第二流量计,所述第二流量计设置于所述液体压缩泵与所述容器连接的管线上,用于控制缓蚀剂的泵入量和/或加注速率;
所述安全阀门通过一管线连接于所述容器,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理;
所述气体释放阀门通过一管线连接于所述容器,该管线用于将泄压后的气体送去进行无害化处理。
8.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,在步骤(3)中,所开展的多组次的缓蚀剂评价实验至少包括相同工况但未加注缓蚀剂的空白平行对比实验。
9.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其中,步骤(4)包括:采用失重法评价不同工况下缓蚀剂的缓蚀效率;取最低的缓蚀效率作为该缓蚀剂在该气井或该气田的缓蚀效率。
10.根据权利要求1所述的评价缓蚀剂缓蚀效率的方法,其进一步包括以下步骤:根据步骤(4)得到的缓蚀剂的缓蚀效率,以缓蚀效率最低的实验工况设计不同的缓蚀剂加注速率,确定缓蚀剂的最佳加注速率。
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Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107525733A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 井口井下腐蚀速率关联模型算法及使用此算法的井下腐蚀速率在线监测方法 |
CN107796749A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-03-13 | 西南石油大学 | 一种缓蚀剂优选及防腐效果评价试验装置及方法 |
CN108008076A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-08 | 西南石油大学 | 一种适用于二氧化碳驱采油井缓蚀剂快速筛选的流程 |
CN109187700A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-11 | 中石化(洛阳)科技有限公司 | 缓蚀剂成膜性能的评价装置和方法 |
CN110715876A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-01-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种污水缓蚀剂室内快速评价方法 |
CN111208056A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-29 | 中海油常州涂料化工研究院有限公司 | 一种气相缓蚀剂缓蚀性能评价方法 |
CN111487158A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于筛选或评价缓蚀剂的方法及设备 |
CN112763244A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种固体颗粒阻垢剂井筒释放效果模拟评价装置及方法 |
CN113063830A (zh) * | 2020-01-02 | 2021-07-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高矿化度水条件下缓蚀剂快速筛选方法 |
CN113624391A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
CN113740243A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-03 | 中国海洋石油集团有限公司 | 深水天然气管道在高气相流速工况下的缓蚀剂评价方法 |
CN113970505A (zh) * | 2020-07-22 | 2022-01-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种评价缓蚀剂扩散行为的装置及方法 |
CN117388433A (zh) * | 2023-10-11 | 2024-01-12 | 大庆永铸石油技术开发有限公司 | 一种井用环空长效保护液及制备工艺及性能评价方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005106510A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sekisui House Ltd | 金属部材の耐食性評価方法 |
CN202974789U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-06-05 | 北京科技大学 | 一种模拟天然气气相冲刷腐蚀的回路试验装置 |
CN105181568A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-23 | 武汉科思特仪器有限公司 | 油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统 |
CN105823703A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-08-03 | 西南石油大学 | 一种冲刷工况下评价缓蚀剂膜完整性的装置及方法 |
CN105928862A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 西南石油大学 | 一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置及监测方法 |
-
2016
- 2016-12-27 CN CN201611224268.9A patent/CN106841026B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005106510A (ja) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Sekisui House Ltd | 金属部材の耐食性評価方法 |
CN202974789U (zh) * | 2012-12-25 | 2013-06-05 | 北京科技大学 | 一种模拟天然气气相冲刷腐蚀的回路试验装置 |
CN105181568A (zh) * | 2015-09-28 | 2015-12-23 | 武汉科思特仪器有限公司 | 油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统 |
CN105928862A (zh) * | 2016-04-19 | 2016-09-07 | 西南石油大学 | 一种在线监测注气井注入介质腐蚀程度的监测装置及监测方法 |
CN105823703A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-08-03 | 西南石油大学 | 一种冲刷工况下评价缓蚀剂膜完整性的装置及方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
董逢寅: "高温高压CO2环境咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Cited By (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107525733B (zh) * | 2017-08-09 | 2020-07-03 | 中国石油化工股份有限公司 | 井口井下腐蚀速率关联模型算法及使用此算法的井下腐蚀速率在线监测方法 |
CN107525733A (zh) * | 2017-08-09 | 2017-12-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 井口井下腐蚀速率关联模型算法及使用此算法的井下腐蚀速率在线监测方法 |
CN107796749A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-03-13 | 西南石油大学 | 一种缓蚀剂优选及防腐效果评价试验装置及方法 |
CN107796749B (zh) * | 2017-10-26 | 2020-02-07 | 西南石油大学 | 一种缓蚀剂优选及防腐效果评价试验装置及方法 |
CN108008076A (zh) * | 2017-12-05 | 2018-05-08 | 西南石油大学 | 一种适用于二氧化碳驱采油井缓蚀剂快速筛选的流程 |
CN109187700A (zh) * | 2018-09-12 | 2019-01-11 | 中石化(洛阳)科技有限公司 | 缓蚀剂成膜性能的评价装置和方法 |
CN110715876A (zh) * | 2019-10-23 | 2020-01-21 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种污水缓蚀剂室内快速评价方法 |
CN113063830A (zh) * | 2020-01-02 | 2021-07-02 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种高矿化度水条件下缓蚀剂快速筛选方法 |
CN111208056A (zh) * | 2020-01-13 | 2020-05-29 | 中海油常州涂料化工研究院有限公司 | 一种气相缓蚀剂缓蚀性能评价方法 |
CN113624391A (zh) * | 2020-05-08 | 2021-11-09 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
CN113624391B (zh) * | 2020-05-08 | 2023-04-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油田集输管道内h2s和co2分压的获取方法 |
CN111487158A (zh) * | 2020-06-01 | 2020-08-04 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种用于筛选或评价缓蚀剂的方法及设备 |
CN113970505A (zh) * | 2020-07-22 | 2022-01-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种评价缓蚀剂扩散行为的装置及方法 |
CN112763244B (zh) * | 2020-12-11 | 2023-02-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种固体颗粒阻垢剂井筒释放效果模拟评价装置及方法 |
CN112763244A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-05-07 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种固体颗粒阻垢剂井筒释放效果模拟评价装置及方法 |
CN113740243A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-12-03 | 中国海洋石油集团有限公司 | 深水天然气管道在高气相流速工况下的缓蚀剂评价方法 |
CN113740243B (zh) * | 2021-08-31 | 2024-02-20 | 中国海洋石油集团有限公司 | 深水天然气管道在高气相流速工况下的缓蚀剂评价方法 |
CN117388433A (zh) * | 2023-10-11 | 2024-01-12 | 大庆永铸石油技术开发有限公司 | 一种井用环空长效保护液及制备工艺及性能评价方法 |
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Publication number | Publication date |
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CN106841026B (zh) | 2019-09-10 |
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