CO_2驱采油井中D级抽油杆的腐蚀特征_刘建新

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碳酸钙型油田水结垢特性实验分析

碳酸钙型油田水结垢特性实验分析
S I —p H—p H 一p H一 ( K+ p Ca +p Al k)
1∑

当S I >0时 , 该 溶液 有结 垢 趋势 ; 当S I 一0时 , 处 于平 衡 状 态 ; 当S I < 0时 , 不结 垢 。该 方法 适用 温度
( 1 ) ( 2 )
c i z i
收 稿 日期 : 2 0 1 6 —1 2 —2 0
作者简介 : 刘锡 林 ( 1 9 9 6 一) 。 男, 西 南石 油 大 学石 油 与 天 然 气 工 程 学院 , 2 0 1 4级 本科 生 , 在读 。
2 0 1 7 年第4 期
刘 锡 林 等 碳 酸 钙 型 油 田水 结 垢特 性 实验 分 析
1 3
为 0 ℃~ 1 0 0 ℃, p H一5 . 5 ~8 . 5 , 离 子强 度 <6 . 0的
的积 累就 形成 了水 垢 , 即盐 类垢 。 这 种垢 一般 以碳 酸
盐和 硫酸盐 组 成 , 如碳酸 钙 、 硫 酸钙 、 硫 酸钡 、 硫 酸锶 等。 这 类垢 通常 会经 历形 核 长大 的过 程 , 首先 少量 垢
Z i 一 离子 价 数 。
表1 水 样 分 析 结 果
形成 并 附着 在管 壁 , 此 后 更 多 的成 垢 化合 物 聚 集 在 其周 围 , 逐 渐形 成 更 大 的 垢 团 。 由于 环境 温度 的 升
p H一 系统 中实 际 的 p H 值;
p H 一 系统 中 C a C O。 达到 饱和 时 的 p H值 ; K一 修正 系 数 , 由离子 强 度 与水 温度 关 系 曲
线( 图1 ) 查得 ; p C a —C a离子 浓度 的 负对 数 , mo l / L, p C a 一~

油田CO_(2)驱提高采收率技术及现场实践分析——评《化学驱提高石油采收率》

油田CO_(2)驱提高采收率技术及现场实践分析——评《化学驱提高石油采收率》

新疆地质XINJIANG GEOLOGY2021年3月Mar.2021第39卷第1期V ol.39No.1油田CO 2驱提高采收率技术及现场实践分析——评《化学驱提高石油采收率》邵辉,田斌斌,巫克勤,贾刚卫长庆油田分公司第五采油厂CO 2驱油技术在50年代出现并发展至今,作为油田内部主要采收方式,CO 2驱油技术逐渐替代了原有的热力采油方式。

CO 2驱油技术由于发展较早、技术完善、气源成本低,使油田内部对CO 2驱油技术的使用范围不断扩大。

我国对CO 2驱油技术的使用时间较晚,自90年代后才引进了CO 2驱油技术,并进行实验。

《化学驱提高石油采收率》通过论述化学驱提高石油采收率的原理、方法与应用、技术和矿场应用原则,为相关工作的开展提供参考。

不同种类的油藏对CO 2驱油技术的实施存在较大的差异。

针对一些含水较多的油藏,提升采收率需要通过CO 2扩散,在油斑与油膜中溶解后,借助强力洗油效应从岩石表面将水驱残油相剥离。

针对强力洗油效应,其原理主要是进入更小孔喉内,使地层能量保持在标准程度。

经核磁共振验证,目前超临界CO 2具较好流动性,与原油相比界面张力和毛管阻力较小,能够进入水无法进入的孔喉内,即0.01μm 孔喉,与原油相接触。

天然岩心在原油充注完全后,具有原油分布的孔喉为0.01~0.25μm ,注水开发可驱替0.2μm 以上大小孔喉内原油,而0.2μm 以下的孔喉内原油饱和度则未变化。

与水驱对比,CO 2驱油技术可以使0.2μm 以上孔喉内原油驱替效率得到提升,还可保证其饱和度符合标准,使0.01~0.2μm 范围孔喉饱和度降低至30%。

在不同地层条件下,CO 2的粘度也会发生变化,进而影响CO 2驱油技术的油藏开发动态。

若油藏压力达到20MPa 的情况下,CO 2会随着温度的改变而改变,其密度保持在0.54g/cm 3,与基础地层原油相比密度差异较大,在CO 2注入后主要以油藏上部为主。

若油藏压力达到40MPa 的时候,CO 2密度保持在0.65~0.71g/cm 3,接近于常规稀油密度,而纵向上驱替更为均衡。

抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与治理措施

抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与治理措施

抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与治理措施摘要:胜利油田存在管杆偏磨、腐蚀严重的油井有2500~3000口,占抽油机井数的25%左右。

且随着油田开发的不断深入,老油田综合含水逐渐上升,抽油井偏磨、腐蚀等情况不断加剧。

本文对形成偏磨腐蚀的多种因素进行了较为系统的分析,并对治理效果进行了分析。

关键词:抽油杆偏磨腐蚀治理0 引言胜利油田等全国各大油田的油井约80%使用抽油机机械采油技术,存在管杆偏磨严重的油井有2500~3000口,占抽油机井数的25%左右。

偏磨腐蚀而造成油井检泵作业的工作量约占全年抽油机井检泵作业工作量总和的一半,管、杆的使用寿命也因偏磨腐蚀而缩短了50%~60%。

因此,探索应用新技术、新工艺减少偏磨腐蚀,是提高采油开发效益的重要措施。

1 抽油机井管杆偏磨腐蚀影响因素1.1井斜自然井斜,从垂直来看,井筒是一条弯曲旋扭的线条,油井井深超过600m~800m一般会出现扭曲现象。

随着钻井技术的发展和油田开发需要,定向斜井不断增多。

地层蠕变造成套管变形,使井段出现弯曲变形,地层蠕变严重时会导致油井报废。

在抽油机井生产时,抽油杆的综合拉力F或综合重力(抽油杆的重力和各种阻力的合力)产生了一个水平分力,在水平分力(抽油杆对油管内壁的正压力)的作用下,油管和抽油杆接触产生摩擦。

在弯曲度较小的地方,油管内壁和抽油杆接箍产生摩擦,油管偏磨面积较大,磨损较轻。

而弯曲度越大的地方,不仅油管内壁与抽油杆接箍产生摩擦,油管内壁与抽油杆杆体也产生摩擦,油管偏磨面积较小,磨损较严重。

1.2油井生产参数在偏磨腐蚀的油井中,冲程短、冲次高时,偏磨的部位相对较小,偏磨次数频繁,磨损较严重,破坏力大。

许多抽油机井的冲程为≤3m,冲数为6次/min,磨损较严重。

1.3产出液介质当油井产出液含水大于74.02%时产出液换相,由油包水型转换为水包油型。

也就是说,管、杆表面失去了原油的保护作用,产出水直接接触金属,腐蚀速度增加。

摩擦的润滑剂由原油变为产出水,由于失去原油的润滑作用,油管内壁和抽油杆磨损速度加快,磨损严重。

抽油杆故障类型分析及治理对策探讨

抽油杆故障类型分析及治理对策探讨

抽油杆故障类型分析及治理对策探讨抽油杆是油田开发中常用的一种采油设备,其主要作用是通过上下运动来提取地下油层中的原油。

由于长期高强度的工作状态,抽油杆在运行过程中往往会出现各种故障,严重影响采油效率。

对抽油杆故障类型进行分析并制定相应的治理对策,对于保障油田生产和提高采油效率具有重要意义。

一、抽油杆故障类型分析1. 断裂故障抽油杆在长时间的运行过程中,由于受到地质条件和工作环境的影响,很容易出现断裂故障。

断裂故障的主要原因包括杆材质量问题、设计不当、操作不当等因素。

2. 磨损故障在抽油杆与泵杆相互摩擦的由于砂粒等固体颗粒的影响,抽油杆表面会逐渐产生磨损,导致其使用寿命缩短。

3. 弯曲故障抽油杆在运行过程中,由于外力的作用或自身的材质问题,很容易出现弯曲故障,导致泵杆的运行不稳定,影响采油效率。

4. 腐蚀故障由于地下水、化学物质等对抽油杆的侵蚀,会导致抽油杆表面出现腐蚀,严重影响其使用寿命。

二、抽油杆故障治理对策探讨1. 加强材料质量监控针对抽油杆的断裂故障,可以通过加强材料质量检测,确保抽油杆的质量符合使用要求。

针对地质条件的不同,选用不同强度的抽油杆,提高其抗断裂能力。

2. 表面涂层技术应用针对抽油杆的磨损故障,可以通过表面涂层技术来加强抽油杆的表面硬度和耐磨性,延长其使用寿命。

在使用过程中采取定期检查和维护,及时更换磨损严重的抽油杆,减少磨损故障的发生。

3. 技术改进和加固设计针对抽油杆的弯曲故障,可以通过改进设计和加固设计,提高抽油杆的承载能力和稳定性,减少弯曲故障的发生。

对于弯曲故障已经发生的抽油杆,需要及时更换和修复,以免影响采油效率。

4. 提高抽油杆的抗腐蚀能力抽油杆在采油过程中容易出现各种故障,需要针对不同的故障类型采取相应的治理对策,提高抽油杆的使用寿命和采油效率。

加强对抽油杆的监测和维护工作,及时发现并处理抽油杆的故障,保障油田生产的正常进行。

【2000字】。

国内某油田注二氧化碳采油井油层套管失效分析

国内某油田注二氧化碳采油井油层套管失效分析

国内某油田注二氧化碳采油井油层套管失效分析韩进山;李恒政;扈立;王正;张旭【摘要】针对国内某油田注二氧化碳驱油井套管在使用过程中发生断裂失效,通过宏观观察、化学成分分析,金相宏观观察,SEM微观观察,力学性能测试,韧脆转变温度计算,有限元计算对失效套管原因进行分析.结果表明:套管材料在低温下呈现低温脆性,套管内表面局部应力集中,在其作用下,套管发生脆性断裂.【期刊名称】《天津冶金》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P22-26)【关键词】超注二氧化碳;油层套管;圆螺纹;断裂;选材【作者】韩进山;李恒政;扈立;王正;张旭【作者单位】天津钢管集团股份有限公司,天津300301;天津钢管集团股份有限公司,天津300301;天津钢管集团股份有限公司,天津300301;天津钢管集团股份有限公司,天津300301;天津钢管集团股份有限公司,天津300301【正文语种】中文我国各大油田每年都有石油套管断裂事故发生,给油田带来了巨大的经济损失[1-5]。

国内某油田采用CO2驱油工艺增产,使用N80 1类Φ139.70 mm×9.17 mm圆螺纹套管作为油层套管,套管下至3 075.46 m固井,随后实施压裂注气作业,注气后下入油管,使用封隔器封隔油套管环空。

该井投产10个月后大修过程中,上提悬挂器吨位30 t时,提出悬挂器+双公+Φ139.70 mm×9.17 mm套管一支,经地面检查发现套管公螺纹缺损。

针对油田送检的失效套管样品,从样品几何尺寸、理化性能、螺纹断口形貌等方面进行宏观、微观分析,根据相关检验结果及螺纹断口分析结果,推测井下套管断裂原因,并给出套管选材、使用方面的建议。

从油田送检失效套管进行失效分析。

采用宏观观察、化学成分分析、金相宏观观察、SEM微观观察、力学性能测试、韧脆转变温度计算、有限元计算等分析方法,确定套管断裂原因。

油田送检失效套管见图1。

2.1 化学成分分析对样品进行化学成分检验,结果如表1所示。

川东气田油管腐蚀现象的基本特征_刘绘新

川东气田油管腐蚀现象的基本特征_刘绘新

*刘绘新,副教授,1954年生;1977年毕业于西南石油学院,1988年获工学硕士学位,主要从事石油工程专业教学、科研工作。

地址:(637001)四川省南充市。

电话:(0817)2643920。

川东气田油管腐蚀现象的基本特征刘绘新*(西南石油学院) 苏永平(川东开发公司) 刘绘新等.川东气田油管腐蚀现象的基本特征.天然气工业,2000;20(5):77~79 摘 要 川东气田在开发含酸性气体(硫化氢、二氧化碳等)腐蚀介质的油气构造中,油管腐蚀问题十分突出。

由于油管在井下所处环境十分复杂,腐蚀影响因素众多,因此产生的腐蚀现象千奇百怪,不胜枚举。

怎样从这些花样繁多的腐蚀现象中,总结出油管腐蚀发生与发展的变化规律,是解决油管腐蚀问题的关键环节。

本文利用生产现场实际资料的归纳整理,结合机理分析,阐述了川东气田油管腐蚀现象的基本特征,为指导油管防腐工程实践提供了可靠的依据。

主题词 四川气田 东 油管腐蚀 硫化氢腐蚀 二氧化碳腐蚀 特征 原理 分析 多年来,油管腐蚀问题一直是油气田生产过程中一个相当棘手的问题。

近十年来,川东气田在开发含酸性气体(硫化氢、二氧化碳等)腐蚀介质的油气构造中,相继发现油管腐蚀穿孔、挤扁、断落等现象,给试修作业带来了很多复杂情况,也严重影响到气井正常生产。

根据不完全统计,近年来川东气田修井作业中,有80%左右均与油管腐蚀有关;生产油管1~2年就会发生腐蚀破坏,最短的还不到10个月;每年仅油管腐蚀一项就会造成上百万元的损失;同时也造成环境污染,并威胁着人身安全。

显然,认真解决油管腐蚀问题是提高企业经济效益的有效措施之一。

由于油管在井下所处环境十分复杂,腐蚀影响因素众多,因此产生的腐蚀现象千奇百怪,不可枚举。

怎样从这些花样繁多的腐蚀现象中,总结出油管腐蚀发生与发展的变化规律,是解决油管腐蚀问题的关键环节。

利用生产现场实际资料的归纳整理,结合机理分析和过程分析,是掌握川东气田油管腐蚀现象基本特征的行之有效的方法。

二氧化碳驱注采井常用油套管钢的腐蚀行为初探

二氧化碳驱注采井常用油套管钢的腐蚀行为初探

二氧化碳驱注采井常用油套管钢的腐蚀行为初探二氧化碳驱注技术是目前油气田采油的重要技术手段,通过二氧化碳可以提升油田采油率、降低采油成本。

但是在使用过程中,油管腐蚀情况较为严重。

本文通过实验方法,对目前二氧化碳不同材质的油套钢管进行实验研究。

从而判断油套管钢所具有的腐蚀类型和腐蚀程度。

标签:油田采油率;二氧化碳驱注;油套管钢;腐蚀实验在目前的油田开采当中,油田的注水开发往往需要配合二氧化碳驱注来完成采油,而随着使用年限的增加,油井检泵因腐蚀而逐年增多,同时大部分油管已经因腐蚀严重而报废,位于井下的油套管也存在较为严重的腐蚀。

因此,需要通过实验来对油套管钢的腐蚀情况和腐蚀情况进行分析,从而做出客观判断。

1 开展实验1.1 试样选择本文为了对油田所用二氧化碳驱注技术的油套管钢进行腐蚀情况实验,选择了四种完全不同的钢材质作为油套管钢进行分别实验,从而对不同材质的油套管钢进行腐蚀程度判断。

四种钢材分别为N80钢、P110钢、3Cr钢和5Cr钢,这四种钢材当中分别含有一定数量的碳、硅、锰、硼、硫、铬、钼等元素。

四种钢材含量最多的元素为锰元素,含量最少的为硫元素。

试样制备的方法为5cm×1cm×0.3cm柱体试样,并在实验开始之前用滤纸将试样表面擦净,再放入到器皿当中,器皿当中盛有丙酮,再通过脱脂棉将表面油脂擦去,放入到无水乙醇当中,经过五分钟浸泡,使其脱脂脱水,再放置到滤纸上进行吹干,置于干燥器中一个小时,再进行尺寸和质量的测量。

1.2 溶液选择溶液的选择为二氧化碳驱注工艺中所面对的真实油井现场的采出液,用以保证实验可以充分模拟油套管钢真实的腐蚀环境,从而使实验数据更加客观。

在选择的油井采出液作为实验溶液时,需要对其进行检查,本文所选择的溶液含水量约为92%,其中含有的主要离子分别为钠离子+钾离子、镁离子、钙离子、氯离子、硫酸根离子、碳酸氢根离子等。

1.3 试验方法将已经完成干燥并进行过质量和尺寸测量的钢材试样放置在聚四氟乙烯的夹具之上,并在准备好的高压釜当中,加入已经完成测量的实验溶液。

油井腐蚀结垢原因分析及缓蚀阻垢棒的应用

油井腐蚀结垢原因分析及缓蚀阻垢棒的应用

修 井作业 为 1 4 7外 次 ,约 占总 修 蚪 升 次 的 4 0 . 6 %: 而管 柱故 障 8_ 片 次 ,约 I 总修 井” 次 的 2 . 2 % B作业 区 , 综 合 含水较 高 ,油 井腐 蚀严 重 ,共 发 现腐 蚀 井 3 0口,严重 井 l 7广 ]( 2 ) 、在 l a生产 周 期 内 ,修 井 6 7 2井次 ;其 中 腐 蚀引起 的 泵漏 欠 检 修作 业 1 5 5井 次 , 占 总修 井 井 次 的 2 3 %; 朴 柱故 障 修 井 作 业 2 9 2片 次. r L 总 修 片 帅 次 的 4 3 . 4 %:油管 腐 蚀 引起 的 穿孔 柃修 作 、 2 1 4扑次 , 占总修 井 井次 的 3 2 %;其他 作 业 l 1仆 次 ,I 总修
C 艺技术 与试验
TECHNOL0GI ES& TES T 油井 腐蚀 结垢 原 因分析 及缓 蚀 阻垢棒 的应 用— —郑 琳 等
油 井 腐 蚀 结 垢 原 因 分 析 及 缓 蚀 阻 垢 棒 的 应 用
郑 琳 ,任 军 ,刘 金 森 ,张 捷
( 中 阳 油 长庆 油 1 2 1 分 公 司 长庆 实 、 I 集 仃 限 公 ・ )

要 :在油田开发 中后期 ,油井井筒结垢与腐蚀现 象越 来越严 重,制约 着油井的正常生 产和 产能 建设 ,因此 ,
及 时进行 防腐阻垢 处理 则成 为稳定和延长油 井生产周期 的重要措 施 ,常 用的防腐 阻垢技 术主要 包括 油管 或油套
环 空连 续或 间 歇性 注 入 液 体 防 垢 剂技 术 、 井 下 挤 注 阻垢 剂技 术 及 井 下 花 管 内投 放 高 效 固体 缓 蚀 阻垢 棒 ( M T —
长庆油 用经 过 长 期 投 产 开 发 ,油 外 综 合 含水 普遍 升 高 ,腐 蚀 、结垢 也 E l 益严 重 .以 A、B两个 作业 块 为例 ,A 作 业 结 垢 了 1 : 4 0几,严 重结 垢 井 7口 ( 冈1 ) 。从检 泵起 …的油 管结垢 情 况来 看 , 各 井结垢 井段 均 较长 ,并 在 泵 L 5 0 0 m 以 内结 垢卡 H

CO2驱采油井中D级抽油杆的腐蚀特征

CO2驱采油井中D级抽油杆的腐蚀特征

CO2驱采油井中D级抽油杆的腐蚀特征刘建新;张瑞霞;杨洁;王卫明;刘东清【期刊名称】《石油天然气学报》【年(卷),期】2014(036)010【摘要】CO2驱开发过程中,抽油杆腐蚀是一个严重的问题.利用高温高压反应釜模拟CO2腐蚀环境,研究了不同井深和不同含水率条件下D级抽油杆的腐蚀行为.通过失重法测量平均腐蚀速率,用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)研究腐蚀产物膜的形貌和结构.结果表明,井深超过1200m时,D级抽油杆腐蚀速率快速增加,到2000m时腐蚀速率出现最大值,之后腐蚀速率快速下降.在含水率30%以下,平均腐蚀速率低于0.01mm/a,处于耐蚀状态,含水率超过30%以后,腐蚀速率快速上升.腐蚀产物膜主要由Fe (Ca,Mn) CO3复盐构成.【总页数】3页(P199-201)【作者】刘建新;张瑞霞;杨洁;王卫明;刘东清【作者单位】中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东东营257000;中石化胜利油田分公司海洋钻井公司,山东东营257000【正文语种】中文【中图分类】TE983【相关文献】1.KD级防腐蚀抽油杆试验与应用评价 [J], 周娜2.用20CrMo钢制造耐腐蚀K级抽油杆的试验研究 [J], 张万贞;余百年3.三种防腐蚀抽油杆在CO2驱采条件下的腐蚀评价与优选 [J], 乔琦; 管英柱; 王长权; 刘文博4.CO2复合蒸汽驱采出井中抽油杆的腐蚀规律及腐蚀预测 [J], 田刚;易勇刚;韩雪;蔡乐乐;于会永;曾德智5.酸性溶液中抽油杆用9Cr钢与20CrMo钢的腐蚀及力学性能对比 [J], 韩笑晨;李昭东;孙新军;黄涛;陈小平;雍岐龙因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。

油田抽油杆腐蚀破坏问题的研究进展

油田抽油杆腐蚀破坏问题的研究进展
下一化学 腐蚀之 外 , 抽 油杆在 高C O 2 分压 和高 负荷 的环 境 中也可能 发生应 力 腐蚀 开裂 ( S C C ) t , 一般认 为 , 这是 由于 C O 2 在钢铁 表面 的吸 附所产 生的腐 蚀
抑 制作 用与钢 在碳酸溶 液 中的阳极溶 解之 间处于平 衡而导 致 的, 属于一 种穿 晶 腐蚀 断裂 。 由于这 种S C C 发生环 境极为 苛刻 , 因此 目前这 方面 的研究 并不 充分 。 3 . 3其他 腐蚀 因素
℃以上 时 , 腐蚀 产物 比较均 匀致 密 , 对腐 蚀过 程起 到一定 的抑 制作 用 。 此外 , 钢 铁 的C O 2 腐 蚀还受 Nc o 2 分压 、 p H 值、 液 体的流速 等 因素的 影响。 C O 2 腐蚀 的主
要 产物 是F e C O3 。
设备 , 在有杆 泵举 升 中占有重要 的地位 , 据 统计 , 我 国每年都 要新增 上千万 米 的 抽油杆 。 然而 随着部 分油 田开 发进 入 中后期 , 井 下环 境含 水量 及矿化 度 不断提 高, 抽 油杆腐 蚀 问题 加剧 , 最 终导致抽 油杆 断脱事 故不 断发生 , 作业 频 次和 作业
成本 增 加 。
李 连波 噜 研 究了抽 油杆 用 的2 0 C r Mo  ̄材 的C O2 腐蚀 情 况 , 研 究 发现 , 在 7 0  ̄ C以下 时 , 随着 温度 的升 高 和p H值 的减 小 , 2 0 C r Mo 在C O 2 中的 自腐蚀 电位 负移 , 腐蚀 速率 增加 ; 在7 0 " C以上 时 , 由于 反应 产物 膜 比较致 密 , 因此 随着 温度 的升 高 , 自腐蚀 电流和腐 蚀 速 率均 下 降。 2 0 C r Mo 的腐 蚀 产 物主 要 为F e C O 3 和

一种新型的抽油杆防腐防偏磨方法实验研究

一种新型的抽油杆防腐防偏磨方法实验研究
加速磨损。油井产出液中还含有CO» H$、CT等酸性离子和气 体,其存在会对抽油杆和油管造成腐蚀,主要反应如下:
CO2+H2O->-Ht+HCO3_ Fe+HjSfFeS J +H21 CO?含量越高,使得产出液中含有的H*越多,pH值越低,产 出液的酸性越大,腐蚀性越强。在抽油杆与油管偏磨的过程 中,发生偏磨的表面会产生一定的热能,使杆、管表面的铁分 子活化,同时由于产出液所具有的强腐蚀性,会使偏磨处优先 被腐蚀。抽油杆管的偏磨作用加上腐蚀作用,进一步加大了偏 磨对于抽油杆管的影响。油井产出液对抽油杆管造成的偏磨、 腐蚀问题,对油井的稳产高效运行带来巨大危害。调研发现, 磨损主要发生在抽油杆接箍处,在偏磨严重的油井中,抽油杆 的接箍部分几乎全部存在偏磨现象,而本体发生严重偏磨现象 的仅占24%,存在接箍磨损现象且磨损较为严重的杆段所对应的 油管的磨损也较为严重3」。随着油田生产开发时间的延长、油 井产出液含水率的上升以及斜向钻井数量的增多 ,抽油杆与油 管之间的摩擦与磨损已成为困扰油田生产的热点问题。为了解 决抽油杆与油管的腐蚀偏磨问题,常用的解决方法有:①旋 转井口装置法,此法存在转动扭矩过大、现场实施难度大、实 施到位率较低等问题,效果较差。②应用加重杆和油管锚定装 置法,此法会加大抽油机工作负荷、造成作业困难等问题。③ 使用抽油杆扶正器,此法会造成过流面积小,液流阻力增大等 问题。 考虑到涂层法在防腐技术中施工便捷、适应性广等优势, 本文选用一种新的方法一涂层法来研究解决抽油杆管的防腐耐 磨问题,主要选择环氧树脂、聚氨酯、氟碳三种涂料进行对比 輕,从而优选出性能较好的涂料。
技术创新 35
—神新型的抽油秆B方腐防偏磨方法实验研究
◊中国石油大学胜利学院油气工程学院李宜昌张康瑞

华北油田油井腐蚀结垢原因分析与治理方法优选

华北油田油井腐蚀结垢原因分析与治理方法优选

华北油田油井腐蚀结垢原因分析与治理方法优选吴泽美;孙玉民;马伟娜;卜广平;刘倩;李明【摘要】油田进入高含水开发期,抽油杆、油管腐蚀结垢问题日益严重,影响油田的正常生产。

分析了腐蚀结垢的原因,对油井腐蚀结垢治理方法进行了优选。

采出水矿化度高是腐蚀结垢的共性原因,主要腐蚀因素包括 Cl-、CO 2、H 2 S、SRB (硫酸盐还原菌)等,主要结垢因素是钙镁盐及铁腐蚀产物的沉淀。

化学加药抑制腐蚀结垢是相对经济有效的治理方式,咪唑啉类表面活性剂对抑制Cl-、CO 2、H 2 S 腐蚀有良好效果,有机膦酸通过鳌合成垢金属离子,起到阻垢作用。

通过室内试验筛选配方,缓蚀率≥75%,阻垢率≥85%。

现场采用井口加药的方式,在65口油井进行了5年的连续试验,有效遏制了腐蚀结垢,油井检泵周期延长2~3倍,取得良好经济效益。

【期刊名称】《长江大学学报(自然版)理工卷》【年(卷),期】2016(013)022【总页数】4页(P41-44)【关键词】油井;腐蚀结垢;缓蚀率;阻垢率;检泵周期【作者】吴泽美;孙玉民;马伟娜;卜广平;刘倩;李明【作者单位】中石油华北油田分公司第五采油厂,河北辛集 052360;中石油华北油田分公司第五采油厂,河北辛集 052360;中石油华北油田分公司第五采油厂,河北辛集 052360;中石油长庆油田分公司第六采油厂,陕西定边 718600;中石油华北油田分公司第三采油厂,河北河间 062450;中石油煤层气有限责任公司韩城分公司,陕西韩城 715400【正文语种】中文【中图分类】TE358.5在油田开发中后期,随含水升高,油井腐蚀结垢问题日益突出。

华北油田J45、J95 、Z57、H8等区块,部分油井产出水在50℃时腐蚀率在0.125~0.320mm/a,杆管断脱、穿孔频繁,平均检泵周期不到150d。

腐蚀结垢导致的修井作业不仅增加了生产成本,也影响了油井的开井时率。

为此,笔者对华北油田油井腐蚀结垢的成因及治理方法进行了研究。

抽油杆的合理使用

抽油杆的合理使用

抽油杆的合理使用
刘新宇
【期刊名称】《青海石油》
【年(卷),期】2007(025)002
【摘要】在尕斯中南采油区,油井的生产过程中,由于抽油杆柱断脱、防脱器断脱、扶正器断脱、井卡造成油井检泵占检泵井总数的50%;我厂的抽油杆存在老化的问题,所以,如何合理使用旧抽油杆应该成为检泵设计中的一项重要内容。

本文主要针对44mm和57mm的抽油泵提出了解决断脱的方法。

【总页数】4页(P47-50)
【作者】刘新宇
【作者单位】采油一厂中南采油作业区
【正文语种】中文
【中图分类】TE933.202
【相关文献】
1.使用玻璃钢抽油杆,H1型超高强度抽油杆和D级抽油杆对产液量的影响 [J], 李策;吴则中
2.碳纤维抽油杆作业车中抽油杆悬重及长度的测量 [J], 程元林;彭勇;闫文辉;顾雪林;常德友
3.金属塑料喷镀抽油杆可控制抽油杆杆体腐蚀损坏 [J], 杜伊芳
4.抽油杆钢材的发展和抽油杆的服役失效 [J], 董振东;童志;周洪宇;王慧敏;郑文跃;
孙晓冉;丁辉
5.PE半包覆防腐抽油杆与HL级抽油杆性能对比 [J], 刘奕良
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某油井抽油杆腐蚀原因

某油井抽油杆腐蚀原因

mT m PTCA (PART A :PHYS.TEST.)11M @量控釗与失玟分析D()I : 10.11973 lhjv-wl202011015某油井抽油杆腐蚀原因闫治涛\王冰冰\张毅2,贾朋2,薛世峰2[1.胜利油田东胜精攻石油开发集团股份有限公司,东营257061;2.中国石油大学(华东),青岛266580]摘要:某油井抽油杆表面出现点状和坑状腐蚀现象,通过化学成分分析、金相检验、扫描电镜分析、能谱分析和离子光谱分析等方法,对抽油杆的腐蚀原因进行了分析。

结果表明:该井采出液中水溶解氧及硫化氢含量较高,导致抽油杆发生了氧腐蚀和硫化氢腐蚀;氯离子含量较高加速了腐蚀反应的进行。

关键词:抽油杆;腐蚀;采出液;氣离子;硫化氢中图分类号:TG174.3+6 文献标志码:B 文章编号:1001-4012(2020)11-0062-04Cause of Corrosion on Sucker Rod of an Oil WellYAN Zhitao1, WANG Bingbing1, ZHANG Yi , JIA Peng", XUE Shifen|r[1. Shengli Oilfield Dongsheng Jinggong Petroleum Development Group Co., Ltd., Dongying 257061, China;2. China University of Petroleum (East China), Qingdao 266580, China]Abstract :Spot and pit corrosion w a v S found on the surface of the sucker rod in an oil well. The causes of corrosion on sucker rod were analyzed by means of chemical composition analysis, metallographic examination, scanning electron microscope analysis, energy spectrum analysis and ion spectrum analysis. The results show that the high content dissolved oxygen and hydrogen sulfide in produced fluid of the well led to oxygen corrosion and hydrogen sulfide corrosion of sucker rod. The higher content of chloride ion accelerated corrosion reaction.Keywords:sucker rod;corrosion;produced fluid;chloride ion;hydrogen sulfide我国机械采油井占油井总数的90%以上,有杆 泵采油井占机采井的90%以上,抽油杆作为地面抽 油机和井下抽油泵的连接设备.是有杆泵采油的重 要组成部分。

油田抽油杆腐蚀失效原因分析

油田抽油杆腐蚀失效原因分析

油田抽油杆腐蚀失效原因分析摘要:随着油田开发进人高含水期,许多油井由自喷式油井转为机械采油井,而机械采油井中有杆泵采油方式占90%以上,抽油杆是有杆泵采油系统中的重要组成部分。

由于抽油杆长期承受交变载荷的作用,加之井内液体腐蚀、作业施工起下杆柱等原因,从而造成抽油杆失效。

如果抽油杆发生断裂,就需要进行打捞、更换抽油杆的修井作业,不仅影响油井的原油产量,而且还将增加油井作业费用,使采油成本上升。

因此对失效抽油杆进行失效原因分析,对防止失效事故的发生,进一步提高抽油杆服役的安全可靠性意义重大。

关键词:抽油杆;腐蚀;失效;前言有杆抽油技术从开始至今,一直在不断发展和完善,在采油工业中具有非常重要的地位。

这是因为我国各处油田的油井生产中,由于采油的实际环境和有杆抽油技术的发展,有杆抽油方式一直占主导地位,在油井开发中得到普遍应用。

此外抽油杆在服役期间,由于杆材自身材质和所处的复杂的腐蚀环境,使得抽油杆的失效事故时有发生,抽油杆一旦断裂失效,就要停止生产,更换杆材,这期间抽油杆的损耗、更换带来的经济损失和油井的停产带来生产效率的下降都是非常巨大的。

抽油杆是三抽设备中的重要连接部位,且将抽油机的动力传递给井下抽油泵,因此在整个抽油系统中,抽油杆柱是一个既关键又薄弱的环节,一旦某一根抽油杆发生失效,则整个抽油杆柱就不能工作,从而使得整个油井施工被迫停止、维修,从而造成巨大的经济损失。

此外抽油杆柱在井下腐蚀液中承受不对称循环载荷,而同一个杆柱系统中上下部分的抽油杆工况有所区别,因此抽油杆的失效问题比较复杂。

综合上面的抽油杆服役现状,研究抽油杆的失效机理就尤为重要。

1抽油杆在高矿化度介质中的腐蚀机理在高矿化度的介质中,抽油杆的腐蚀以阴离子的加速腐蚀为主,阴离子中的氯离子,碳酸氢根离子对抽油杆金属基体的腐蚀机理如下:碳酸氢根离子对抽油杆造成的腐蚀是因为抽油杆在铸造成型的过程中,在冷却这一阶段,液态金属表面由于空气中水蒸气和二氧化碳的作用会形成一层膜,加之金属锻造过程中形成各种比例,使得金属表面生成碳化铁和碳酸亚铁膜复合膜,此外金属中存在的铁单体相,因电化学性不一样,会形成电位差。

二氧化碳驱采油井油管腐蚀规律研究

二氧化碳驱采油井油管腐蚀规律研究

二氧化碳驱采油井油管腐蚀规律研究发布时间:2021-05-25T10:10:49.417Z 来源:《基层建设》2021年第2期作者:冯萌萌韩英文尹笋[导读] 摘要:在油田环境中CO2对于金属的腐蚀影响因素较多,诸多的腐蚀影响因素,加之数千米的井筒深度,使得现场腐蚀速率的测试条件极其苛刻。

天津市大港油田公司第二采油厂摘要:在油田环境中CO2对于金属的腐蚀影响因素较多,诸多的腐蚀影响因素,加之数千米的井筒深度,使得现场腐蚀速率的测试条件极其苛刻。

而目前存在的各类CO2腐蚀预测模型并非建立在统一的基础之上,对于特定腐蚀环境的腐蚀预测结果,不能很好地反应真实工况下材料的腐蚀情况。

因此,需要根据特定研究区块腐蚀环境情况,开展模拟实验研究清楚油田CO2驱开发过程中油管的腐蚀规律,这样不仅有助于油管腐蚀防护,也可以促进CO2驱提高原油采收率技术推广应用。

引言虽然世界石油工业长期采用CO2多级混相驱油的实践已证明,向油层中注入CO2进行原油增产,最终可以提高原油采收率。

但是油田实施CO2-EOR之后,CO2将不可避免的存在于原油生产的诸多环节,CO2溶解于油田水介质中会引起金属设备腐蚀破坏,尤其是在油藏采出液含水率较高的情况下,CO2对金属设备的腐蚀趋于严重。

1 CO2驱采油井腐蚀问题在进行CO2驱开发过程中,根据生产过程中注采作用的不同,油井可分为CO2注入井,采油井。

采油井采出储层流体包括原油、地层水、油藏伴生气、以及储层中注入的CO2。

CO2属于弱酸性气体,以单质存在时或者干燥的条件下,对钢材无腐蚀作用。

遇到含水环境后,CO2便溶于水,并与水反应形成碳酸,此时对钢材存在电化学腐蚀。

受高温高压、高矿化度等腐蚀介质影响,CO2对钢材腐蚀行为将趋于严重。

油田实施CO2驱油技术后,直接将CO2引入原油的生产系统,使得采油井井筒内形成了高含水,高含CO2,高矿化度的腐蚀环境。

其结果造成井筒油套管完全暴露在恶劣的腐蚀环境中,造成油套管不同程度和不同形态的局部腐蚀现象,比如钢材腐蚀穿孔、开裂等现象,这些情况都会严重影响井筒的完整性,而采油井井筒作为原油自储层流至地面的唯一通道,井筒的完整性直接决定着油田正常生产。

CO_(2)驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

CO_(2)驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

CO_(2)驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为齐宏伟
【期刊名称】《材料保护》
【年(卷),期】2024(57)3
【摘要】N80钢与3Cr13钢常作为油管和水力锚等的材料使用,在CO_(2)驱油井环境中不可避免偶接使用易产生电偶腐蚀。

为此,通过开展CO_(2)环境下N80钢和3Cr13钢的腐蚀速率试验和电偶腐蚀试验,明确了CO_(2)含量、温度、压力和矿化度等因素作用下2种钢的电偶腐蚀规律。

结果表明:CO_(2)驱油井中2种钢产生电偶腐蚀,3Cr13钢为阴极,且不受电偶腐蚀影响,N80钢为阳极,电偶腐蚀速率增大;且N80钢的电偶腐蚀速率随CO_(2)含量、温度、压力和矿化度的增大而增大;电偶腐蚀敏感因子随CO_(2)含量和压力增大而减小,当CO_(2)含量达到20.0%时电偶腐蚀敏感因子为负值,随温度升高先减小后增大,随矿化度增加而增大,电偶腐蚀速率最大可高于常规腐蚀69%。

【总页数】5页(P93-97)
【作者】齐宏伟
【作者单位】中国石油化工股份有限公司华北油气分公司
【正文语种】中文
【中图分类】TG172.2
【相关文献】
1.CO2分压对N80油管钢在CO2驱注井环空环境中应力腐蚀行为的影响
2.N80钢在CO_(2)、H_(2)S及其混合介质环境中的腐蚀行为研究
3.模拟CO_(2)驱工况下N80钢油管腐蚀行为研究
4.油井管用N80钢和13Cr钢在多元热流体环境中的腐蚀行为
5.温度对CO_(2)饱和页岩气压裂液环境中N80和TP125V钢腐蚀行为影响研究
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抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与防治措施

抽油机井管杆偏磨腐蚀原因分析与防治措施

对套管有 一定的损伤 : 支撑式锚定仅能 防止管柱底部运 动而有 为水包 油型。也就是说 , 管、 杆表面失去了原油的保护作用 。 产 出水 直 套管 . 但是 , 由于泵上油管受压产生螺旋弯 曲严 重 . 将加重油 接接触金 属 , 腐蚀 速度增加 。 摩擦 的润滑剂由原油 变为产 出水 , 由于失 助于提高泵效 . 去原油 的润滑作用 , 油管 内壁和抽油杆磨损速度加快 . 磨损严重 管抽油杆偏磨 . 是最 不应该采用 的锚定方式 加重杆是 防止杆柱底部抽油杆弯 曲的有效方法。 它能使 杆柱中和 且 可以降低杆柱 的交变应力幅度 . 延长抽油杆疲劳断裂周期 。 和抽油杆产生氢脆腐蚀 。由于 P H值低 , H + 多, 而产出液含 C I -  ̄ j , 化学 点下移 , 加重杆在 清洗修复 时发现加重杆也同样存在偏磨 和弯曲问题 . 且部分 平衡为 H + C l - - - * H C I . 从 而形成 了具 有盐 酸强腐 蚀性的体系 1 . 4偏磨和腐蚀相互作用相互促进 加重杆有弯 曲现象 . 这说明 了加重杆也同样需 要扶正防偏磨 目前全 取 得了很好 的效果 . 对有效 管、 杆偏磨使管 、 杆偏磨 表面产生热 能 , 从而使 管 、 杆表面铁 分子 厂 的抽 油杆柱优化设计都采 用了加重杆 . 减 活化 , 而产出液具有强腐蚀性 , 使偏磨处优先被腐蚀 。 由于腐蚀 , 使管 、 预 防抽油杆柱 的偏磨和克服杆柱下行阻力 .帮助快 速打开游动阀 . 提高油井泵效 . 起到了一定 的作用 杆偏 磨表面更粗糙 . 从而磨损更严重 偏磨 和腐蚀 并非简单的叠加 . 而 少抽油杆柱冲程损失 . 是相互作用 , 相互促 进 , 二者结合具有更 大的破 坏性。 1 . 5管杆 的材质
2 . 5合理调整生产参数 在保持产液量不 变的情况下 , 由短冲程 、 高 冲次 , 改成长冲程 、 低

影响抽油机井管杆偏磨腐蚀因素分析与防治对策

影响抽油机井管杆偏磨腐蚀因素分析与防治对策
引言
山 东东营 2 5 7 2 0 0
摘要 :随着 油 田开发 的 不断深 入 ,老油 田综 合含 水逐 渐上 升 ,抽油 井偏 磨 、腐蚀等 情况 不 断加 剧 。本文对 形 成偏 磨腐 蚀的 多种 因素 进行 了较 为系统 的 偏磨 腐蚀 治 理
加 长 尾管 仅 能减 轻 管柱 弹 性弯 曲 管 柱锚 定 又 有机 械 预 张力 锚 定 ,液 胜 利 油 田等 全 国各 大 油 田的油 井 约 8 0 %使用 抽 油机 机械 采 油技 术 。偏 压 张力 锚定 ,支 撑 式锚 定 三 种工 艺 。机 械预 张 力 锚 定虽 是 预 防油 管 弯 曲 的 磨 腐蚀 而 造 成油 井 检泵 作 业 的工 作量 约 占全 年 抽 油机 井检 泵 作业 工 作量 总 最有 效措 旖 ,但 施 工操 作 复 杂 ,且起 出管 柱 时安 全 性差 , 有 可 能卡 钴 ,因 和的 5 0 % , 管 、杆 的使 用 寿 命 也 因 偏 磨腐 蚀 而 缩 短 了 4 0 %~ 6 0 % 。 因此 探 此 该项工 艺 至今 未 得 到很 好 的推 广 使用 : 液压 张 力锚 定 虽 能利 用 油 套压 差 索 应用 新 技 术 、新 工艺 减 少 偏磨 腐 蚀 ,是 降低 采 油成 本 的有 效措 施 之 一 。 将管 柱锚 定在管 柱伸 长最 大 的部位 , 操 作 简单 ,但 在整 个锚 定伸 缩过 程 中 , 1 抽 油机 井 管杆 偏磨 影响 因素 锚牙 始 终磨 损 套 管,对 套 管 有 一定 的损 伤 :支 撑 式锚 定 仅 能 防止 管 柱底 部 1 . 1 井 斜影 响 运动 而有助 于提 高泵 效 。 自然井 斜 , 从垂 直 来看 ,井 筒 是一 条 弯 曲旋 扭 的线 条 ,油井 井 深 超过 2 . 3抽油 杆扶 正器 6 0 0 m~ 8 0 0 m 一 般会 出现扭 曲现 象 。随着 钻井技 术 的发展 和 油田开 发 需要 , 在 治理 油井 偏 磨方 面 ,滚 轮 式和 滚珠 式扶 正 器 由于 易 卡 轮和 不 耐腐 蚀 定 向斜 井 不 断增 多。地 层 蠕 变造 成 套管 变 形 ,使 井段 出现 弯 曲变形 , 地层 的 原因 , 目前 已很少 使用 ,两 瓣对 卡 式 K B V 3 0 H型 尼 龙扶 正器 在抽 油 杆上 滑 蠕变 严重 时 会导 致油 井报 废 。 Z X型 防偏 磨扶 正器 、 由于套 管 变 形和 井 斜使 油 管产 生 弯 曲 。在抽 油 机井 生产 时,抽 油 杆 的 动 ,扶正 效果 差 ,脱落 的碎 片 易卡泵 ,使 用 受到 限制 。K B V型 固定式 扶正 器 、扶正 接箍 、K Z X 型 防偏 磨扶 正器 等 ,它们 各 具特 点 。 综 合拉 力 F或综 合 重力 ( 抽 油杆 的重 力 和 各种 阻 力 的合 力 )产 生 了一 个水 K 平 分力 。 在 水平 分 力 ( 抽 油 杆对 油 管 内壁 的 正压 力 )的 作用 下 ,油 管 和抽 油杆 接触 产 生摩 擦 。 在 弯 曲度 较 小 的地 方 , 油 管 内壁和 抽油 杆接 箍产 生摩 擦 , 油 管偏 磨 面 积较 大 ,磨 损 较 轻 。而 弯 曲度 越大 的 地 方 ,不仅 油 管 内壁 与抽 油 杆接箍 产 生摩 擦 , 油 管 内壁与抽 油杆 杆 体也 产生摩 擦 , 油 管偏 磨面积 较 小 , 磨损 较 严重 。 1 . 2油 井 生产参 数 影响
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7] , 因 此, 在 温 度 和 加 , 对基体的保护 作 用 明 显 提 高 [
图 1 不同井深处的腐蚀速率
O 5 C r M n VA 的 平 均 腐 C 2 分压的 协 同 作 用 下 , 使 得 2 蚀速率在井深 2 0 0 0 m 时 达 到 最 大 值。 当 井 深 超 过 0 0 0 m 时,腐 蚀 产 物 膜 对 基 体 的 保 护 作 用 占 主 导 地 2 , 位 从而腐蚀速率逐渐下降 。 . 2 原油含水率对平均腐蚀速率的影响 2 油井产液的含水率是影响 C O 2 腐蚀速率的一个重 要因素 。 图 2 是 不 同 原 油 含 水 率 条 件 下 2 5 C r M n VA 的腐蚀速率变化 趋 势 。 可 知 , 随 着 含 水 率 的 增 加 , 腐 蚀速 率 增 加 。 含 水 率 小 于 3 0% 时 , 腐 蚀 速 率 小 于
第3 6 卷第 1 0期
刘建新 等 :C O 2 驱采油井中 D 级抽油杆的腐蚀特征
·2 0 1·
图 3 不同含水率条件下的腐蚀产物膜 S EM 形貌
对含水率 7 5% 时 的 腐 蚀 产 物 膜 进 行 X 射 线 衍 ) 未检测到纯 F 射分析 , 图谱中 ( 图4 e C O 3 相的存 在,腐 蚀 产 物 膜 结 构 组 成 比 较 复 杂, 主 要 由 ,M )C F e( C a n O e e和 F e O·C r F 3、 2O 3 、F 2O 3 构 成 。 测得的衍 射 峰 强 度 与 F e C O 3 标准衍射峰强度 基本一致 , 但 是 衍 射 峰 位 置 与 F e C O 3 标准衍射峰 。这是因为 C 、M 位置 偏 离 , 向 左 偏 移 大 约 1 ° a n , 形成了 F ,M ) 置换了 F e C O e e( C a n 3 晶体中的 F 、M C O a n 3 复盐 , 由于晶体中溶入了半径较大的 C 原子 , 使得晶面间距变大 , 导致衍射峰向小角度偏
[] / C O 0 mm a1 。 随着 C O 2 溶于水后能产生严重的局部腐蚀 , 腐蚀速度可超过 1 2 驱开发区块的日益增 , 。 多 C 严重的腐蚀使抽油杆有效截 面积 变 小,腐 蚀 坑处产生 O 2 腐蚀成为影响抽油杆寿命的 重 要 因 素 2, 3] , 易导致抽油杆断脱 , 降低杆柱使用寿命 , 增加作业成本 , 影响油田生产 。 现有的 C 应力集中 [ O 2 腐 4~6] 。 为 此, 用 反 应 釜 模 拟 C 蚀研究主要集中在油套管钢方 面 , 对 抽 油 杆 的 研 究 很 少 [ O 2 驱生产井高温
·1 9 9·
C O 2 驱采油井中 D 级抽油杆的腐蚀特征
中石化胜利油田分公司采油工艺研究院 , 山东 刘建新 , 张瑞霞 , 杨洁 , 王卫明 ( ) 中石化胜利油田分公司海洋钻井公司 , 山东 东营 2 5 7 0 0 0 刘东清 ( ) 东营 2 5 7 0 0 0
[ 摘要 ]C O O 2 驱开发过程中 , 抽油杆腐蚀是一个严重的问题 。 利用高温高压反应釜模拟 C 2 腐蚀环境,研 究了不同井深和不同含水率条件下 D 级抽油杆的 腐 蚀 行 为 。 通 过 失 重 法 测 量 平 均 腐 蚀 速 率 , 用 扫 描 电 镜 ( EM) 和 X 射线衍射 ( R D) 研究腐蚀产物膜的形貌和结构 。 结果表明 , 井深超过 1 2 0 0 m 时 ,D 级抽油 S X 杆腐蚀速率快速增加 , 到 2 0 0 0 m 时腐 蚀 速 率 出 现 最 大 值,之 后 腐 蚀 速 率 快 速 下 降。在 含 水 率 3 0% 以 下 , / , 处于耐蚀状态 , 含水率超过 3 平均腐蚀速率低于 0 . 0 1 mm a 0% 以后 , 腐蚀速率快速上升 。 腐蚀产物膜主 ,M )C 要由 F e( C a n O 3 复盐构成 。 [ 关键词 ] 腐蚀 ; 二氧化碳 ; 含水率 ; 抽油杆 [ 中图分类号 ]T E 9 8 3 [ )1 文献标志码 ]A [ 文章编号 ]1 0 0 0 7 5 2( 2 0 1 4 0 1 9 9 3 9 0 0 - - -
表 1 高 8 9 区块产出原油性质
密度 /( ·m k g 4 8 . 8 8
-3)
黏度/ 0 1 4 0℃ 3 7 . 5 3 6 7
-6
( m
2· -1)

酸值
-1) /( m KOH·g g
胶质 质量分数/% 9 . 3 9
沥青质 质量分数/% 0 . 3 5
蜡 质量分数/% 5 2 . 1 8
高压油 、 气 、 水三相环境 , 开展了 D 级抽油杆的 C O O 2 腐蚀研究 , 为油田 C 2 驱开发过程中抽油杆的 使 用与腐蚀控制提供了参考依据 。
1 试验
, 对 材 料 进 行 成 分 和 金 相 组 织 分 析 , 其 中 C、 5 C r M n VA) 2 试验材料取自现场使用的 D 级 抽 油 杆 ( 、M 、N 、C i n、P、S、C r i u 和 V 的质量分数 分 别 为 :0 . 2 4% 、0 . 2 8% 、0 . 9 5% 、0 . 0 1 5% 、0 . 0 0 5% 、 S 0 . 9 3% 、0 . 0 0 9% 、0 . 0 0 8% 和 0 . 0 7 2% 。2 5 C r M n VA 显微组织为回火索氏体 , 由于添加了能够细化晶粒 / 的微量元素 V 等 , 所以晶粒更为细小 。 试样加工成 1 6 mm× 6 8 mm×1 2 mm, 表 6 环状试样 , 规格 7 面用砂纸逐级打磨至 8 0 0# , 用无水乙醇清洗 , 丙酮除油 , 干燥 。
收稿日期 ]2 0 1 4 3 7 0 1 [ - - ) 。 基金项目 ] 国家科技支撑项目 ( 0 1 2 B A C 2 4 B 0 3 2 [ ,男 ,1 作者简介 ] 刘建新 ( 9 7 6 9 9 8 年湘潭大学毕业 , 博士 , 工程师 , 现从事 C O 1 -) [ 2 驱注采工艺技术工作 。
图 2 含水率对腐蚀速率的影响
/ , 处于耐 蚀 状 态 。 含 水 率 在 3 . 0 1 mm a 0% ~5 0% 之 0 / / ,腐蚀速率提高约1 间时 , 腐蚀速率发生一次突 变 , 从 0 . 0 1 mm a上 升 到 0 . 1 0 mm a 0 倍。 含 水 率 超 过 0% 后 , 腐蚀速率快速上升 , 含水率 超 过 7 5% 后 , 腐 蚀 速 率 变 化 不 大 。 原 油 对 碳 钢 的 缓 蚀 机 理 主 要 是 5 几何覆盖效应 , 原油在碳钢表面吸附 , 有利于生成致密的腐蚀产物膜 , 既减少了腐蚀反应的活性点 , 又
+ 2+ 、C 、 / 试验用水为模拟高 8 9区块 典型 油井 的 采出 水,总 矿 化 度 6 9 3 6 9 . 1 6 m L, 其 中 K+ +N a a g 2+ - - 2- 、 HC 的质量浓度分别是1 M l O O 7 2 3 2 . 7 5、7 6 9 0 . 3 5、9 1 1 . 6 3、4 1 3 8 7 . 8 8、9 4 5 . 8 1、 g 、C 3 、S 4 / 1 2 0 0 . 7 5 m L。 试验用原油为现场采出原油 , 原油性质见表 1。 g
6 0℃ 7 . 3 5 5 6
1 0 0℃ 3 . 1 2 7 3
0 . 1 0 8 0
用高温高压磁力驱动反应釜模 拟 井 筒 环 境 , 开 展 C O 2 腐 蚀 挂 片 试 验。用 电 子 天 平 测 量 3 个 平 行 试 样的腐蚀失重 , 计算平均腐蚀 速 率 。 另 一 个 平 行 试 样 用 扫 描 电 镜 ( EM) 观 察 腐 蚀 后 的 表 面 形 貌 , 利 S 用 X 射线衍射 ( R D) 对腐蚀产物膜的相结构进行 定 性 分 析 。 首 先 进 行 水 、 气 两 相 腐 蚀 试 验 , 试 验 温 X
4] 。C 阻碍了腐蚀性物质与腐蚀产物的传输 , 从而降低了碳钢的腐蚀速率 [ O 2 腐蚀的程度取决于水浸润钢
铁表面的程度 。 根据 O s t w a l d 相体积理 论 , 当 水 相 体 积 占 总 体 积 的 比 小 于 2 6% 时 , 只 能 形 成 油 包 水 型 乳状液 ; 当水相体积占总体积 的 比 大 于 7 4% 时 , 只 能 形 成 水 包 油 型 乳 状 液 ; 而 水 相 体 积 占 总 体 积 的 6% ~7 4% 时 , 油包水型和水包油 型 乳 状 液 均 可 形 成 。 因 此 认 为 , 当 原 油 含 水 率 低 于 3 0% 时 , 形 成 稳 2 , , , 定的油包水型乳状液 原油可润湿整个金属表面 原油的缓蚀作用占据主导地位 材料的腐蚀速率非常 油包水” 为主导向 小 , 处于耐蚀状态 。 原油含水率在 3 0% ~7 5% 之 间 时 , 随 着 含 水 率 增 加 , 逐 步 由 “ “ 水包油 ” 为主导转变 , 原油的保护作用开始减弱 , 金属表面的活 性 点 增 加 , 腐 蚀 速 率 逐 步 增 加 。 当 原 油含水率高于 7 5% 后 , 形成稳定的水包油型乳状液 , 腐蚀速率很大 。 . 3 腐蚀产物膜微观形态与成分 2 图 3 为不同含水率条件下腐蚀产物膜的 S EM 形貌 。 含水率 5 0 % 时腐蚀产物局部覆盖于材料表面 , 含 水率 7 5 %和9 0 %, 腐 蚀 产 物 膜 表 现 为 两 层, 表 层 腐 蚀 产 物 呈 瘤 状 堆 积, 均 有 不 同 程 度 的 脱 落。 含 水 率 5 % 时 , 蚀坑底部堆积形成瘤状腐蚀产物 , 含水率 9 0 % 时腐蚀坑中的腐蚀产物存在裂纹 , 且疏松多孔 。 7
石油天然气学报 ( 江汉石油学院学报 ) 2 0 1 4年1 0月 第3 6卷 第1 0期 )O c t . 2 0 1 4V o l . 3 6N o . 1 0 o u r n a l o f O i l a n d G a s T e c h n o l o J . J P I J g y(
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