油田集输管线介质多相流腐蚀数学模型研究

讨论了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究并建立数学模型,研究了集输管线介质流速、含氧量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压、含水共7个因素对20#管材的腐蚀影响趋势。该研究内容采用的多相流腐蚀评价装置已获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有很好的指导作用。     

中原油田集输管线多相流腐蚀预测模型

介绍了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究和数学模型建立,并研究了集输管线介质流速、含氧、pH值、矿化度、温度、CO2分压、含水等共7个因素对20^#管材的腐蚀影响趋势。文章研究内容采用的多相流腐蚀评价装置获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有较好的指导借鉴作用。     

油田管线多相流中试评价研究系统

应用管线多相流中试评价研究系统对油田集输介质多相流CO2腐蚀行为进行研究并建立了腐蚀数学模型,对所有试验数据预报的平均误差为2.7%,具有较高的准确性.对油田常用的11种管线内防腐技术进行了中试应用与解剖评价,针对不同腐蚀环境为油田筛选出了经济、合理的管线内防腐技术.油田管线多相流中试评价研究系统在油田多相流腐蚀机理研究以及防腐技术的评价、筛选领域中将发挥巨大的作用.     

含硫天然气集输管道内腐蚀预测模型研究

某天然气集输管线A线(材质L245NCS钢)具有输气量大、管径大、输送压力高、输送介质H_2S含量高等特点,管线内腐蚀较为严重。在多相流理论的基础上,采用失重法对L245NCS钢开展了若干组高温高压动态反应釜实验,并运用多相流模拟软件进行管线数值模拟计算。建立了在H_2S和CO_2共存条件下,同时考虑温度和液体流速的半经验腐蚀预测模型,并基于BP神经网络算法开发了含硫天然气集输管道腐蚀预测软件;应用到某管线开展内腐蚀预测,预测结果误差30%,应用效果良好,为高含硫集输管道腐蚀失效研究提供了一定的参考。     

气液比对CO2驱集输管线腐蚀的影响规律

高气液比是CO2驱集输系统混输介质的重要特征之一。借助自主研发的多相流腐蚀模拟试验装置,开展不同气液流量、不同气液比条件下CO2驱集输系统管线腐蚀规律研究。研究表明,混输介质的气液比决定水平直管段及弯头等部位流型特征,进而影响腐蚀速率。通过对流型段塞频率的定量分析,认为高气液比条件有助于减缓管道腐蚀。该结论为CO2驱集输管线设计提供了新的腐蚀控制思路。     

集输管线积液分析及清管制度优化研究

集输管线在通过地形起伏的地区时,气体的压力、温度及流速将随之变化,在管线的低洼处容易积液。积液将增大管线的输送阻力,降低输送效率,酸性介质溶于水对管线产生腐蚀,同时在复杂地形条件下形成段塞流或特殊条件下形成水合物,将严重影响管线安全运行。本文具体研究了集输管线积液机理,利用fluent软件对天然气集输管线中多相流的流型进行模拟计算,利用COM组件技术开发出天然气集输系统核算软件,可有效模拟分析集输管线内部积液,并对比分析了管线的积液量、压差、输气效率对清管周期的影响,确定出以最小输气效率作为清管周期的参照标准。     

西北油田集输泵站储罐与管道修复技术

西北油田坨四站的钢制储罐在运行中经常遭受内外环境介质的腐蚀,喘流腐蚀(磨耗腐蚀)是集输泵站管道腐蚀穿孔频繁的主要因素.选择电阻很大的防腐绝缘层对管线进行保护是地下管线防腐的主要措施.应用强制电流阴极保护方法,在集输泵站站区内构筑大的防腐蚀保护网,可以有效地解决储罐底板外腐蚀的问题.在管线底部放空时,管线上部必须有敞开的阀门,防止管线抽瘪.因此,建议进行HDPE管修复技术的研究.     

西部油田地面集输管线腐蚀穿孔及防治措施

地面集输管线的腐蚀穿孔是影响油气田安全生产的主要隐患之一。对西部某油田2013年度地面集输管线的腐蚀穿孔进行了统计和分析。注水管线的管材质量和结构、输送介质的腐蚀性、流体冲刷作用以及施工质量等是管线腐蚀穿孔的主要因素。为降低地面集输管线的腐蚀风险,提出"碳钢+缓蚀剂"防腐模式、使用非金属管线和管线定期检测的综合防治措施。从实用性和经济性考虑,缓蚀剂加注前一般要进行一次选型、分批次评价和定期清管预膜。非金属管线应重点关注选型和施工质量。     

青海油田集输管线电化学腐蚀及防护

针对青海油田油气集输管线设计了动态、静态腐蚀试片试验,确定集输系统的腐蚀原因。分析了介质温度、Cl~-和HCO_3~-浓度、矿化度及pH值等因素对腐蚀速率的影响。结果表明:动态腐蚀速率实验结果更符合实际情况,且各介质腐蚀均为均匀腐蚀,未见点蚀;从能谱分析结果可以看出,20~#钢发生了较为严重的腐蚀,腐蚀形态以均匀腐蚀为主;Cl~-、HCO_3~-浓度及介质温度是影响该地区集输管道腐蚀的主要因素。为此提出了相应的腐蚀防护措施:掺水钢质管线可采用环氧粉末涂层作为内防腐涂层;对于腐蚀性强的重点部位可选用3RE60作为管线材质。     

胜坨油田钢质集输管线失效原因的调查分析

在老油田的开发过程中,油田集输管线受输液介质的腐蚀和磨损,有效使用寿命越来越短。对油田集输管线使用状况的正确认识及对造成集输管线失效内在原因的分析和研究,是制定油田集输管网更新改造计划的基本依据。对胜坨油田１５９ｍｍ以上的１９９条集输管线运行状况进行调查分析表明,集输管线寿命与输液介质流速有关。管线内腐蚀是造成管线失效的主要原因;钢质管线材质不适应目前的管线输液介质环境是造成管线失效的内在原因;管网结构不适应流量增长的需要是造成管线失效的最根本原因。胜坨油田的管网改造要改变管线更新改造的设计思路,调整管网结构,并结合胜坨油田的输液介质环境,试用不同材质的管线。     

天然气积液管道腐蚀监测方法研究

榆林南区、子洲、米脂气田天然气的气、水质条件复杂,矿化度含量和氯根含量都很高,部分井区CO_2、H_2S含量也相对较高,输气管道内流体会出现层流和多相流,部分低洼管段易出现泡蚀和积滞区。通过对积液管道腐蚀监测方法的研究来加强腐蚀的监测力度。     

油气生产中多相流环境下碳钢腐蚀和磨损模型研究

介绍了油气生产中多相流环境对碳钢造成腐蚀和磨损危害的评估方法,论述了无磨损条件下腐蚀的预测模型及用于判别磨损的控制准则和磨损模型等,讨论了模型中的主要关键参数,包括pH值、基于CO₂的腐蚀速度、油、气、水、H₂S等的影响.多相流介质腐蚀和磨损的影响因素包括流型、环境条件、材料冶金机理和腐蚀机理等.由于多相流环境条件比较复杂,目前的预测和评价模型不能满足实际需要,应对其进行更深入的研究.     

X65海底管线在多相流中的冲刷腐蚀

介绍了X65耐腐蚀钢材在油田海管中的应用，研究了海管材料X65在多相流及冲刷腐蚀环境下的腐蚀规律，并提出了腐蚀控制措施及建议。试验表明：当流速达到或越过2m／s时．管线的腐蚀加剧；水含量增加时，腐蚀速率也增长，当水质量分数由30％增加到60％时，腐蚀速率由4．07mm/a增大到了14．70mm／a。     

电潜泵井系统效率的仿真模型

建立合理的电潜泵有效功率计算模型是计算电潜泵系统效率的关键,鉴于行业标准推荐模型在实际生产应用中的局限性,结合电潜泵井多相流动生产实际,建立了有效功率多相流计算模型,主要内容为:(1)考虑了井液中气体和液体黏度的影响,结合沉没压力和排出压力计算多相流模型,建立了有效扬程与产液量的耦合仿真模型;(2)在多相管路特性研究的基础上,对行业标准推荐的有效功率计算模型进行改进,得到有效功率多相流计算模型;(3)建立了系统输入功率和系统效率仿真模型,并对有效功率和系统效率影响因素进行了敏感性分析。该项研究结果为电潜泵系统优化运行奠定了理论基础。     

阿姆河右岸酸性气田井口冲蚀及对策

中亚土库曼斯坦阿姆河右岸气田群为高含H_2S和CO_2的碳酸盐岩气藏,单井产量高,井口设备均出现了不同程度的腐蚀。初步分析认为其原因是生产过程中仅考虑酸性介质对气井井口的化学腐蚀,而没有考虑气体流速对井口的冲蚀作用,极大地影响了气田的安全生产。为此,通过对节流阀上下游阀道、法兰面均出现明显坑状腐蚀的进一步分析,明确了化学腐蚀和气体冲蚀的交互作用是井口磨损的主要影响因素,气流冲刷腐蚀坑的化学腐蚀产物会加速冲蚀损害;进而借鉴冲蚀与腐蚀运行环境下的多相管流管道的磨损计算理论,计算了该运行环境下的冲蚀极限速度,得到了不同生产工况下节流阀的抗冲蚀流量;最后,根据气田生产情况,针对性地提出了按气井配产要求来选择采气树类型、节流阀通径及类型冲蚀的技术控制策略。此举为气田安全生产提供了工程技术保障。     

井筒四相流动理论在深水钻完井工程与测试领域的应用与展望

海洋深水油气钻完井过程中,井筒内流体流动是一个多组分、存在相变及流型转化的复杂四相流动过程。为了进一步揭示深水钻完井井筒多相流动规律,基于井筒四相流动理论,阐述了其在深水油气钻完井工程领域的应用进展;然后,针对该理论在深水钻完井某些特殊工况下存在的局限性,展望了井筒多相流动理论未来的发展趋势。研究结果表明：①深水钻完井井筒四相流动理论能够充分考虑深水井筒中的各种物理化学现象,可以实现对井筒瞬态温度、压力的精确刻画,进而为深水钻完井水力参数优化设计提供坚实的理论基础;②深水钻井井涌发生后,在泥线低温高压环境作用下,井筒内气相易生成天然气水合物（以下简称水合物）相变,从而改变井筒气体体积分数的分布特征;③在井底高温高压作用下,井筒酸性气气体存在着超临界相变,导致高含酸性气体的气侵具有“隐蔽性”;④深水气井测试过程中,井筒四相流动理论能够准确刻画井筒内水合物沉积、堵塞全过程,为深水气井测试过程中水合物的防治提供理论依据;⑤深水钻井井筒多相流动理论今后的发展趋势,将涉及井筒与深水特殊地层耦合作用机制、深海水合物钻井井筒多相流动理论及支撑深水钻井新技术的井筒多相流动理论的研究。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用。为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管腐蚀评价试验方法,并开展了X52/825冶金复合管和L245/825机械复合管两种管材的耐蚀层及焊缝在天东5-1现场腐蚀环境中的抗电化学腐蚀性能和抗环境开裂性能评价试验。试验结果表明,国产X52/825冶金复合管和L245/825机械复合管的耐蚀层及其焊缝在现场试验环境中具有良好的抗环境开裂性能和良好的抗电化学腐蚀性能,形成的双金属复合管腐蚀评价方法为今后开展复合材料现场应力腐蚀评价奠定了基础。      

电磁波流动成像测井数据处理方法

为了在生产动态监测中实时准确地显示油井内多相流体流型，确定各相流体持率，对电磁波流动成像测井数据处理方法进行了实验室研究。首先建立了电磁波流动成像测量的物理和数学模型，并用有限元仿真方法求解，然后采用Twomey改进的光滑化算法重建图像，最后采用中值滤波和平均值滤波结合法、S Watanabe二值化、二值图像修正以及图像面积测量等方法改善成像质量。结果表明，综合分布模型在电磁波频率为6MHz时计算持率的相对误差为12．36％。该方法通过对井内流动的实时检测，获取了多相流体的二维或三维分布信息，为油井生产状况评价和油藏动态分析提供了准确的依据。图5表1参22     

欠平衡钻井多相流动模型研究

针对欠平衡钻井多相流动循环系统的难题，把欠平衡钻井循环流动分为钻柱内向下流动和环空向上流动来进行分析，按气、液两相流动问题研究该混合体系流动过程，建立了新的适用于钻柱内和环空的统一理论模型。采用时间有限差分离散，空间有限体积离散的方法求问题的数值解。举例分析了在环空和钻柱内的稳定流动过程中，沿井深增加的压力、含气率、多相流体密度等的变化规律；在环空流动过程中，沿井深增加斜井段与相应垂直井段的压力值不同；并分析了在关小出口节流阀开度的不稳定流动过程中，环空流动压力值沿井深增加的变化过程。该模型可以指导现场欠平衡钻井施工。     

油田缓蚀剂研究现状与发展趋势

腐蚀是油田设备的主要破坏形式之一。加强该领域的腐蚀与防护研究,可挽回巨大的经济损失。采用缓蚀剂是油田设备防腐的最有效手段之一,综述了油田缓蚀剂的研制、作用机理研究及其性能评价方法的现状,分析并提出了油田缓蚀剂研究的发展趋势。