CN107557788B - 一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法，属于管线防腐领域。该方法包括：对油套环空中液体的铁离子浓度进行初始检测，记录铁离子的初始浓度以及检测初始日期。根据预膜经验公式，计算预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量。根据油溶性缓蚀剂的用量将其泵入油套环空，以在套管内壁和油管外壁形成防腐保护膜。每隔预设时间对油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，直至铁离子浓度与初始浓度之差小于5‑10ppm，记录当日的日期作为检测结束日期，计算其与检测初始日期之间间隔的天数，将该天数作为预膜周期。根据预膜周期以及油溶性缓蚀剂的用量，向油套环空中泵入油溶性缓蚀剂以进行定期预膜，实现油套环空的防腐。该方法简便易行，成本低廉。

Description

一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法

技术领域

本发明涉及管线防腐领域，特别涉及一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法。

背景技术

油气井完井过程中，需要通过封隔器对油管与套管之间的环空(即油套环空)进行封隔，以防止油层中的天然气进入油套环空而对其造成腐蚀。为了进一步保证油套环空的防腐效果，还需要向油套环空中注入环空保护液，以减少油套环空的腐蚀，延长油管和套管的使用寿命。但随着油气井的开发，封隔器容易变形、失效，油管和丝扣也会出现渗漏等现象，从而导致油套环空与油管内部连通，造成油套环空异常带压，渗漏的天然气不仅对油管和套管造成腐蚀，甚至容易引发井喷。因此，提供一种封隔器完井气井油套环空异常带压情况下的防腐方法是十分必要的。

现有技术提供了一种封隔器完井气井异常带压情况下油套环空的防腐方法，具体步骤为：首先通过环空示踪剂法确定油套环空中存在液体渗漏的情况，然后向井下每天加注缓蚀剂，并记录油套环空中液体的铁离子浓度、以及油管和套管的腐蚀速率。当油套环空中液体的铁离子浓度明显降低，且油管和套管的腐蚀速率明显下降时，说明防腐成功。

发明人发现现有技术至少存在以下技术问题：

通过现有技术对油套环空进行防腐处理时，缓蚀剂加注量大、操作成本高，且该方法不适用于已经停产的油气井的防腐处理。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种能够对油套环空异常带压情况下的油套环空进行长期防腐保护的方法，具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法，该方法包括：

步骤a、对油套环空中液体的铁离子浓度进行初始检测，记录所述铁离子的初始浓度以及检测初始日期。

步骤b、根据预膜经验公式，计算预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量。

所述预膜经验公式为：

V＝3.14×(D₁+D₂)×L×3×2.54×10^-5

其中，V为预膜处理时所述油溶性缓蚀剂的用量，单位为m³；D₁为油管外径，单位为m；D₂为套管内径，单位为m；L为油套环空的长度，单位为m。

步骤c、根据所述油溶性缓蚀剂的用量将所述油溶性缓蚀剂泵入所述油套环空，对所述套管的内壁和所述油管的外壁进行所述预膜处理，以在所述套管的内壁和所述油管的外壁形成防腐保护膜。

步骤d、所述预膜处理后，每隔预设时间对所述油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，直至所述铁离子浓度与所述初始浓度之差小于5-10ppm，记录当日的日期作为检测结束日期，计算所述检测结束日期与所述检测初始日期之间间隔的天数，并将该天数确定为预膜周期。

步骤e、根据所述预膜周期以及所述油溶性缓蚀剂的用量，向所述油套环空中泵入所述油溶性缓蚀剂以进行定期预膜，实现所述油套环空的防腐。

具体地，作为优选，所述铁离子浓度通过化学方法进行测量。

具体地，作为优选，所述预设时间为12-24h。

具体地，作为优选，所述油溶性缓蚀剂为咪唑啉类缓蚀剂。

具体地，作为优选，所述咪唑啉类缓蚀剂为2－甲基咪唑啉、2－乙基咪唑啉、2－异丙基咪唑啉或CT2-19缓蚀剂。

具体地，作为优选，所述预膜处理的时间为2-12h。

具体地，作为优选，所述防腐保护膜的膜厚为0.02-0.08mm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明实施例提供的封隔器完井气井油套环空的防腐方法，通过将油溶性缓蚀剂泵入油套环空，从而对套管的内壁和油管的外壁进行预膜处理，以在套管的内壁和油管的外壁形成一层防腐保护膜。通过该防腐保护膜将天然气与油管和套管的侧壁隔离开，避免天然气中的酸性气体直接腐蚀油管和套管，进而降低油管和套管的腐蚀速率，延长油管和套管的使用寿命。预膜处理一段时间后，防腐保护膜由于酸性气体的腐蚀逐渐失效，因而需要对油管的外壁和套管的内壁再次进行预膜处理，预膜处理的时间间隔可以通过油套环空中液体的铁离子浓度来确定。记录油套环空中液体的铁离子初始浓度，预膜处理后，铁离子浓度会降低，随着时间的延长，铁离子浓度逐渐升高，当铁离子浓度与初始浓度之差小于5-10ppm时，记录两次铁离子浓度测量的时间间隔，并以此作为预膜周期，根据预膜周期定期向油套环空中泵入油溶性缓蚀剂，在尽量减少油溶性缓蚀剂用量的基础上降低油管和套管的腐蚀速率，实现油套环空的长期防腐。该方法简便易行，成本低廉，便于规模化推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的油套环空中液体的铁离子浓度变化图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法，该方法包括：

步骤101、对油套环空中液体的铁离子浓度进行初始检测，记录铁离子的初始浓度以及检测初始日期。

步骤102、根据预膜经验公式，计算预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量。

预膜经验公式为：

V＝3.14×(D₁+D₂)×L×3×2.54×10^-5

其中，V为预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量，单位为m³；D₁为油管外径，单位为m；D₂为套管内径，单位为m；L为油套环空的长度，单位为m。

步骤103、根据油溶性缓蚀剂的用量将油溶性缓蚀剂泵入油套环空，对套管的内壁和油管的外壁进行预膜处理，以在套管的内壁和油管的外壁形成防腐保护膜。

步骤104、预膜处理后，每隔预设时间对油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，直至铁离子浓度大于或等于初始浓度，记录当日的日期作为检测结束日期，计算检测结束日期与检测初始日期之间间隔的天数，并将该天数确定为预膜周期。

步骤105、根据预膜周期以及油溶性缓蚀剂的用量，向油套环空中泵入油溶性缓蚀剂以进行定期预膜，实现油套环空的防腐。

本发明实施例提供的封隔器完井气井油套环空的防腐方法，通过将油溶性缓蚀剂泵入油套环空，从而对套管的内壁和油管的外壁进行预膜处理，以在套管的内壁和油管的外壁形成一层防腐保护膜。通过该防腐保护膜将天然气与油管和套管的侧壁隔离开，避免天然气中的酸性气体直接腐蚀油管和套管，进而降低油管和套管的腐蚀速率，延长油管和套管的使用寿命。预膜处理一段时间后，防腐保护膜由于酸性气体的腐蚀逐渐失效，因而需要对油管的外壁和套管的内壁再次进行预膜处理，预膜处理的时间间隔可以通过油套环空中液体的铁离子浓度来确定。记录油套环空中液体的铁离子初始浓度，预膜处理后，铁离子浓度会降低，随着时间的延长，铁离子浓度逐渐升高，当铁离子浓度与初始浓度之差小于5-10ppm时，记录两次铁离子浓度测量的时间间隔，并以此作为预膜周期，根据预膜周期定期向油套环空中泵入油溶性缓蚀剂，在尽量减少油溶性缓蚀剂用量的基础上降低油管和套管的腐蚀速率，实现油套环空的长期防腐。该方法简便易行，成本低廉，便于规模化推广应用。

具体地，由于油管和套管均为钢制管材，其出现腐蚀后油套环空中的环空保护液中铁离子的浓度会升高，因此通过油套环空中液体的铁离子浓度大小能够对油套环空的腐蚀情况进行判断，铁离子浓度越高，说明油套环空的腐蚀程度越大，反之越小。在步骤101中，对油套环空中液体的铁离子浓度及检测日期进行初始测量和记录，以与防腐处理后期油套环空中液体的铁离子浓度进行对比，并通过铁离子浓度的变化监测油套环空中腐蚀的情况，以采取相应的防腐措施。其中，铁离子浓度通过使用化学方法进行测量，具体可选择邻菲啰啉分光光度法，并参照中华人民共和国化工行业标准:工业循环冷却水中铁含量的测定邻菲啰啉分光光度法(HG/T3539-2012)，对油套环空中液体的铁离子浓度进行测定。由于井下液体能够随气流返出，因此，对返出的液体中铁离子浓度进行检测，以了解油套环空的腐蚀情况。

具体地，步骤102对预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量进行了计算，以在油管外壁和套管内壁上形成面积足够且厚度合适的防腐保护膜。油套环空出现腐蚀后，在油管的内壁或套管的外壁上会形成因腐蚀而造成的漏点，漏点以下的环空保护液仍然留在油套环空中，而漏点以上的环空保护液将从漏点中漏失，油溶性缓蚀剂主要针对漏点以上的油套环空进行预膜处理，以对漏点进行填充和覆盖，并对漏点以上的油管外壁和套管内壁进行保护，防止其进一步腐蚀，保证油井的正常使用。此外，可以理解的是，计算油溶性缓蚀剂用量与检测铁离子浓度都是防腐方法的准备过程，二者可以同时进行，并无先后顺序关系，因此，步骤101和步骤102可以同时进行，也可以改变顺序。

具体地，油溶性缓蚀剂进入油套环空后，沿油管外壁和套管内壁流动，并迅速吸附在油管外壁和套管内壁，凝结成一层防腐保护膜，以将油套环空中的酸性气体与油管和套管隔离开，从而防止油管和套管的腐蚀。更详细地，油溶性缓蚀剂可为咪唑啉类缓蚀剂，这类缓蚀剂具有良好的耐酸耐碱性能，其形成保护膜后可将油管和套管与酸性气体隔离开，减缓油管和套管的腐蚀。其中，咪唑啉类缓蚀剂可选用咪唑啉类缓蚀剂为2－甲基咪唑啉、2－乙基咪唑啉、2－异丙基咪唑啉或CT2-19缓蚀剂，优选为CT2-19缓蚀剂。其中，CT2-19缓蚀剂对于本领域技术人员来说是容易获得的，西南油气田公司天然气研究院就其进行了开发，并且在文献(缓蚀剂CT2-19在高酸性气田地面管线上的应用，《石油与天然气化工》,2009,38(6):512-514)中已经就该缓蚀剂进行了描述，本发明实施例在此不再对其作进一步的说明。研究发现，CT2-19缓蚀剂能显著降低油管和套管的腐蚀速度，且其成膜后保持时间长，能对油管和套管起到高效、持久的防腐效果。

具体地，步骤103中，根据油溶性缓蚀剂的用量将油溶性缓蚀剂泵入油套环空，对套管的内壁和油管的外壁进行预膜处理，以在套管的内壁和油管的外壁形成防腐保护膜。预膜处理的时间为2-12h，例如为2h、5h、8h、10h、12h等，以使油溶性缓蚀剂充分凝结在套管内壁和油管外壁上，从而形成均匀的防腐保护膜，并使该防腐保护膜覆盖漏点以上的油管和套管，以对油管和套管进行全面防腐。

具体地，为了保证油套环空的耐腐时间，防腐保护膜的膜厚为0.02-0.08mm，例如为0.02mm、0.04mm、0.06mm、0.08mm等，以将油套环空中的酸性气体与油管和套管隔离开，保证油套环空的防腐效果，同时延长防腐措施的施加周期，减少人工操作的负担。

具体地，步骤104中预膜处理后，每隔预设时间对油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，当铁离子浓度与初始浓度之差小于5-10ppm时，例如为5ppm、7ppm、9ppm、10ppm时，说明防腐保护膜已经出现漏洞，从而使油管和套管的腐蚀速度再次提高，此时需要再次对油套环空进行如上所述的防腐处理。其中，每次测量铁离子浓度的时间间隔，即预设时间为12-24h，以对铁离子浓度进行监测，了解油管和套管腐蚀速率的变化。为了便于测量，预设时间优选为12h或24h，以减轻操作人员的负担。

具体地，当油套环空中液体的铁离子浓度与初始浓度之差小于5-10ppm时，记录当日的日期作为检测结束日期，计算检测结束日期与检测初始日期之间间隔的天数，并将该天数确定为预膜周期。预膜周期即为该防腐方法的有效期限，到了有效期限后，防腐保护膜失效，其已不能对油管和套管的腐蚀速度进行控制，因此需要再次进行预膜处理，以保持该防腐方法的效果，延长油管和套管的使用寿命。

具体地，步骤105中根据预膜周期以及油溶性缓蚀剂的用量，向油套环空中泵入油溶性缓蚀剂以进行定期预膜，实现油套环空的长期防腐。定期预膜的方式与现有技术相比，节省了油溶性缓蚀剂的用量，同时减轻了操作人员的劳动负担，确定好预膜周期后，只需间隔几十天进行一次防腐处理，而不再需要每天向油套环空中泵入缓蚀剂，可见，该防腐方法十分简便易行。

以下将通过具体实施例进行详细阐述，在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。此外，在以下实施例中，所使用的CT2-19缓蚀剂购自成都能特科技发展有限公司。

实施例1

本实施例提供了一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法，通过该方法对龙岗001-23井进行防腐处理。龙岗001-23井采用封隔器进行完井，开产后套压由0逐渐升高，最终高于油压，说明油套环空存在渗漏现象，需要进行油套环空防腐处理。龙岗001-23井的具体生产情况如表1所示：

表1 龙岗001-23井生产数据

本实施例提供的封隔器完井气井油套环空的防腐方法，具体步骤为：

步骤1、对油套环空中液体的铁离子浓度进行初始检测，记录铁离子的初始浓度为78ppm，检测初始日期为3月1日。

步骤2、选择CT2-19缓蚀剂作为油溶性缓蚀剂，根据预膜经验公式，计算预膜处理时CT2-19的用量。

具体计算过程为：

V＝3.14×(D₁+D₂)×L×3×2.54×10^-5

＝3.14×(0.0889+0.1778)×5987×3×2.54×10^-5

＝0.382m³

其中，V为预膜处理时CT2-19缓蚀剂的用量，单位为m³；D₁为油管外径，单位为m；D₂为套管内径，单位为m；L为油套环空的长度，单位为m。

步骤3、将CT2-19缓蚀剂泵入油套环空，对套管的内壁和油管的外壁进行预膜处理，预膜处理的时间为12h，以在套管的内壁和油管的外壁形成厚度为0.076mm的防腐保护膜。

步骤4、预膜处理后，每隔24h对油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，研究发现，当5月29日时，铁离子浓度大于或等于初始浓度，记录当日的日期5月29日作为检测结束日期，检测结束日期与检测初始日期之间间隔的天数为90天，因此预膜周期为90天。

步骤5、根据预膜周期以及CT2-19缓蚀剂的用量，每隔90天向油套环空中泵入CT2-19缓蚀剂以进行定期预膜，实现油套环空的长期防腐。

在预膜周期内，油套环空中液体的铁离子浓度变化情况如附图1所示，可以看出，加入CT2-19缓蚀剂后，铁离子浓度大幅降低，从80ppm左右降至5ppm以下，说明CT2-19缓蚀剂见效快，且对油管和套管的腐蚀具有良好的抑制作用。随着时间的延长，油套环空中液体的铁离子浓度逐渐变大，在90天时回升至75ppm左右，说明90天后CT2-19缓蚀剂基本失效，需要对油套环空进行下一次防腐处理。本实施例中CT2-19缓蚀剂的有效周期即预膜周期为90天，按照预膜周期对油套环空进行防腐处理，能够节约缓蚀剂的用量，并实现油套环空的长期防腐。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种封隔器完井气井油套环空的防腐方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤a、对油套环空中液体的铁离子浓度进行初始检测，记录所述铁离子的初始浓度以及检测初始日期；

步骤b、根据预膜经验公式，计算预膜处理时油溶性缓蚀剂的用量；

所述预膜经验公式为：

V＝3.14×(D₁+D₂)×L×3×2.54×10^-5

其中，V为预膜处理时所述油溶性缓蚀剂的用量，单位为m³；D₁为油管外径，单位为m；D₂为套管内径，单位为m；L为油套环空的长度，单位为m；

步骤c、根据所述油溶性缓蚀剂的用量将所述油溶性缓蚀剂泵入所述油套环空，对所述套管的内壁和所述油管的外壁进行所述预膜处理，以在所述套管的内壁和所述油管的外壁形成防腐保护膜；

步骤d、所述预膜处理后，每隔预设时间对所述油套环空中液体的铁离子浓度进行检测并记录，直至所述铁离子浓度与所述初始浓度之差小于5-10ppm，记录当日的日期作为检测结束日期，计算所述检测结束日期与所述检测初始日期之间间隔的天数，并将该天数确定为预膜周期，所述预设时间为12-24h；

步骤e、根据所述预膜周期以及所述油溶性缓蚀剂的用量，向所述油套环空中泵入所述油溶性缓蚀剂以进行定期预膜，实现所述油套环空的防腐。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁离子浓度通过化学方法进行测量。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述油溶性缓蚀剂为咪唑啉类缓蚀剂。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述咪唑啉类缓蚀剂为2-甲基咪唑啉、2-乙基咪唑啉、2-异丙基咪唑啉或CT2-19缓蚀剂。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预膜处理的时间为2-12h。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述防腐保护膜的膜厚为0.02-0.08mm。