高酸性气田现场腐蚀试验研究

在高酸性气田的开发过程中,由于H2S、CO2、Cl-以及元素硫等介质的存在,对井下管柱、地面管线和设备的腐蚀有很大的影响,如何了解和控制高酸性环境下的腐蚀就显得尤为重要.针对川东北地区飞仙关组鲕滩气藏高舍H2S和CO2的特殊情况,研制出高酸性气田在线腐蚀试验装置,并利用该装置在天东5-1井进行现场试验.现场试验进一步证实了水中Cl-是影响腐蚀的主要因素,评价了目前常用/拟采用材料的腐蚀情况、缓蚀剂的防护效果以及不同腐蚀监测方法的适应性.现场试验结果为川东北高酸性气田防腐措施的制定提供了现场试验数据,具有重要的意义.     

高含硫气田腐蚀特征及腐蚀控制技术

我国高含硫气藏H₂S、CO₂含量高,还伴随有大量的气田水,开发过程中腐蚀问题非常突出。为此,分析了高含硫气田的腐蚀特征,展示了该类气田开发在材料选择与评价、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测与检测技术等方面的进展：①提出了镍基合金评价方法、双金属复合管及其焊缝抗环境应力开裂试验方法和耐蚀性能评价程序、缓蚀剂筛选评价程序;②研发的专利缓蚀剂CT2- 4水溶性环空保护液体系能实现对套管内壁和油管外壁的有效保护,CT2-19缓蚀剂、地面管线清管器预膜技术和缓蚀剂连续加注技术较好地控制了湿气密闭输送系统内的腐蚀;③FSM、氢探针技术、电化学噪声技术等腐蚀监测新技术在研究点蚀、缝隙腐蚀和氢致开裂等方面具有独特的优势。最后提出在高含硫气田开发设计时,就应全面引入腐蚀控制设计和腐蚀监测体系,从腐蚀控制技术的集成与优化入手,形成高含硫气田整体防腐方案,建立数字化腐蚀数据管理系统和数据库,全面跟踪评价缓蚀剂效果,从而实现腐蚀控制的整体设计和完整性管理。     

四川含硫气田缓蚀剂及应用技术研究

四川主力气田普遍存在较严重的腐蚀问题,缓蚀剂在四川气田已应用多年并取得明显效果.但近年来,四川气田出现一些新的腐蚀问题,现有的防腐技术已无法解决.针对新的腐蚀问题研究出CT2-14棒状缓蚀剂、CT2-15气液两相缓蚀剂等新的缓蚀剂品种和缓蚀剂残余浓度分析等配套技术,并在川东大天池气田、川中磨溪气田、川西北中坝气田及集输管线内进行了应用,在此基础上总结出了各区块的防腐方案.研究的缓蚀剂在川中磨溪气田、川西北雷三气藏、川东大天池气田的应用,腐蚀速率均低于0.125 mm/a;残余浓度分析方法的最低检出限为30 mg/L,方法的精确度±10%,该方法的加标回收率范围为95%～105%,具有较好的现场应用价值.     

缓蚀剂加注工艺系统研究

加注缓蚀剂是减缓酸性油气田井口、设备及管道电化学腐蚀的主要技术措施之一。三十多年来四川各大气田在含硫气井上采用滴注缓蚀剂，在输送含硫气管线上采用泵注缓蚀剂，效果还比较理想。90年代初期开发四川磨溪气田时，采用同样的方法加注缓蚀剂，投产不到5年，井下及地面设备、管线就受到严重腐蚀，威胁到气田正常生产。其主要原因之一是对缓蚀剂的加注成膜机理不了解，仅按以往经验数据决定加注量，再加上磨溪含硫气田天然气中不含凝析油，含有高氯离子盐水加速了腐蚀。本课题针对含硫气田高矿化度盐水腐蚀问题，进行了缓蚀剂成膜机理分析、加注量计算及加注工艺研究，提出了包括加注工艺流程和装置在内的缓蚀剂加注工艺技术设计和实施方案，完成了施工图设计。并将这些方案及设计推广使用在川内其它酸性气田上，取得了较满意效果。     

长北气田地面集输管网缓蚀剂研究与应用

长北气田是迄今为止中国陆上天然气勘探开发领域最大的对外合作项目,由中国石油与壳牌石油公司共同承担开发作业;其选用了国内少见碳钢输送湿气的工艺。并首次采用"碳钢+缓蚀剂"措施来保证地面集输管网的安全。在缓蚀剂的选型上通过更能模拟现场真实情况的动态实验室评价方法-旋转笼法,对缓蚀剂的缓蚀效率、乳化趋势、毒性及与水合物抑制剂甲醇的配伍性等进行评价,找出了适用长北气田地面集输管线的缓蚀剂。并对缓蚀剂加注工艺进行了阐述,对加注量进行了计算,最后通过现场验证,证明了该缓蚀剂的使用有效的保护了长北地面集输管线。     

化学解堵技术在峰15井地面集输系统的应用

由于开井初期井底脏物大量排出以及天然气中元素硫的沉积,使得峰15井井口节流阀、一级节流至二级节流之间的管线、场站分离器以及峰15井至高峰站的集气管线多次发生堵塞,并诱发水合物生成.通过对峰15井地面系统内堵塞物的分析,确定了堵塞物以井下油污和元素硫为主的组威特点.通过室内研究和评价,选择有机化学清洗液对峰15井地面集输系统进行了化学清洗,取得显著应用效果.     

盆5气田地面集输系统缓蚀剂的优选及评价

新疆准噶尔盆地盆5气田自建成投产以来,随着生产时间的推移,气田产液量也随之增加,因产出水的矿化度较高,加之该气田天然气中含有CO₂气体,因此腐蚀情况较为严重,影响了气田的安全生产。针对该气田的腐蚀情况,通过室内模拟现场腐蚀环境,采用失重法实验研究了不同缓蚀剂对地面集输系统管材（20G钢）的缓蚀效果,筛选出了缓蚀效果较好的缓蚀剂CT2-4,并采用极化曲线和交流阻抗谱图对其做了电化学评价。结果表明：CT2-4浓度在100～175 mg/L时的缓蚀率可超过85%,防腐效果理想。该研究成果为盆5气田的安全生产提供了技术保障。     

缓蚀剂批处理对高酸性气田集输工艺的特殊要求

以普光气田主体、大湾区块及元坝气田等高酸性气田集输工艺设计中遇到的缓蚀剂批处理带来的实际问题为例进行分析认为,缓蚀剂批处理对高酸性气田集输工艺流程及安装有特殊要求:对于输气量较大的集气干线尽量采用复线或同沟敷设的管网布局;对于有复线经过的集气站场,出站管线应分别接入复线,并要精确计量进入每条管线的输气量;如果一条集气干线经过若干集气站场,建议沿线经过的集气站场都设置收发球装置。     

L245钢在气田模拟水溶液中的氢渗透行为研究

采用Devnathan-Stachurski双电解池技术,在饱和硫化氢的气田模拟水溶液中,测定了不同条件下L245钢的扩散系数(D)和可扩散原子氢浓度(C_0),研究了缓蚀剂CT2-19对原子氢渗透的影响。结果表明,在试验条件下,L245钢可扩散原子氢浓度(C_0)与充氢电流(I)呈线性关系,即C_0=0.63+0.12I;缓蚀剂CT2-19在试验浓度下对L245钢原子氢渗透有明显的抑制作用。     

川中含硫区块回注井油套管腐蚀及缓蚀剂防护

川中地区气田水在回注过程中暴露出井下管束断落、腐蚀穿孔及窜漏等现象。其中,由于腐蚀导致停注的回注井占停注井的35%以上。从腐蚀评价结果发现,川中含硫区块在役回注井油套管处于中度和严重腐蚀,温度升高腐蚀加剧,且呈现局部腐蚀特征。通过对缓蚀剂溶解性和防腐效果评价,筛选出适合川中含硫区块回注井的井下油套管缓蚀剂CT2-19C,其液相缓蚀率80%。     

淖尔油田井筒缓蚀剂评价实验

针对淖尔油田的腐蚀现状,开展了缓蚀剂筛选与评价的室内及现场实验研究。对油田常用的缓蚀剂CT2-4、HYZ-1、CT5-9、CD-2进行筛选评价,实验结果表明：缓蚀剂CT2-4适合该油田且具有较好的缓蚀效果,其实验的7口井平均缓蚀率为86.7%。通过对N6-19油井的现场试验,利用检测加药前后产出液中铁离子含量的变化评价缓蚀效果,加入CT2-4缓蚀剂后,其产出液中铁离子含量由加药前的56.7mg/L降为1mg/L以下,并保持了较好的稳定性。现场试验说明,CT2-4缓蚀剂对淖尔油田具有良好的缓蚀效果。     

川东北气矿井下管柱腐蚀评价及缓蚀剂防腐研究

选择川东北气矿气田水回注井和气水同产井各一口作为研究目标,现场取样后进行了室内静态及动态腐蚀评价实验。结果表明,此两口井存在严重的腐蚀,腐蚀速率大于0.1mm/a,且具有明显局部腐蚀。针对这两口井进行了缓蚀剂筛选评价,发现CT2-15能有效地控制腐蚀(其腐蚀速率低于0.1mm/a),改善腐蚀试片表面情况,抑制局部腐蚀。同时,理化性能评价结果显示,CT2-15具有良好的耐热性能、与现场水配伍性优良且与现场水不发生乳化,适合现场工况条件下使用。     

酸化液缓蚀剂对地层的损害

填砂层和天然砂岩岩心渗透性试验结果表明，酸化液缓蚀剂ＣＴ１－２和ＣＴ１－３可使酸液和模拟残酸（ＣａＣｌ２溶液）以及氮气的渗透率下降２０％－９０％。岩心扫描电镜观察结果表明，这些缓蚀剂对砂岩岩心的损害可能与它们在粘土表面的吸附有关。     

稀乙烯制乙苯／苯乙烯装置失效分析

介绍了干气制乙苯／苯乙烯装置典型腐蚀的失效形态以及对生产的影响,并分析了几种典型腐蚀失效的原因。二氧化碳的弱酸腐蚀是脱非芳塔顶管道及换热设备腐蚀和尾气压缩机转子腐蚀的主要原因,采用高Cr钢是应对二氧化碳腐蚀较为有效的手段。高压凝结水管道的腐蚀失效主要由冲刷腐蚀造成,应增加管道壁厚并将材质更换为15CrMo等较为抗冲刷腐蚀的材质以抑制该类腐蚀。工艺阻聚剂管道的腐蚀失效主要为氯离子造成的孔蚀,主要从材质升级、降低阻聚剂温度以及增加阻聚剂在管道内的流速三方面以消除孔蚀。应力腐蚀是高温部位压力仪表接管的断裂失效主要原因,提高材质的抗应力能力,消除应力腐蚀产生的环境因素是杜绝该类腐蚀失效的根本途径。还对部分易腐蚀的部位提出了设计建议。     

曲堤油田水质分析及防腐技术

曲堤油田经过多年的高速开采,大部分区块的含水已经进入中高含水期,如曲九沙四下单元综合含水达到88．6％。含油污水的腐蚀性强、区块矿化度高,油水井管线、采油泵等腐蚀严重,腐蚀产物容易堵塞管线、影响泵效、堵塞地层、大大缩短生产周期和增加生产成本。因此,对该油田水样进行了分析,针对分析结果进行了缓蚀剂室内评价实验。实验对比了多种缓蚀剂的效果,优选出最佳缓蚀剂BS-X,针对曲104块、曲15块、曲10块油田的水质特征,选出了该缓蚀刺的最佳用量。BS-X投入现场使用后管线穿孔、管杆泵腐蚀明显下降,由腐蚀造成的躺井率下降近10百分点,大大缩短检泵周期、降低了生产成本。     

川渝含硫气田缓蚀剂的应用

川渝气田普遍含有H2S和CO2腐蚀性气体,在含有水的环境中,会对金属材料造成严重的腐蚀。缓蚀剂作为油气田中的一种经济有效的防腐措施,在川渝气田已得到了广泛的应用。针对不同含量H2S和CO2的腐蚀环境,研究出了有针对性的缓蚀剂,如油溶性缓蚀剂、水溶性缓蚀剂、固体缓蚀剂等,在现场试验取得了较好的应用效果。     

炼油厂缓蚀剂的现场应用和性能评价

现场试验了一种油溶性缓蚀剂和两种水溶性缓蚀剂。结果显示:在不注中和剂(氨水)的条件下,注入12~13μg/g IMC-石大1号油溶性缓蚀剂能将二价铁离子浓度降低到2mg/L左右。注入15-20μg/g水溶性缓蚀剂才能将的二价铁离子浓度降低到3-33mg/L。IMC-石大2号油溶性缓蚀剂的防腐蚀效果优于水溶性缓蚀剂。