论文部分内容阅读
针对徐深气田深层气井腐蚀环境，在室内实验的基础上，开展套管钢在模拟腐蚀环境中的腐蚀行为、套管组配研究。通过室内模拟实验，研究P110、3Cr和13Cr等3种钢材的腐蚀特性，13Cr表现出较好的抗腐蚀性能，温度为80℃、CO2分压为2.5MPa时获得最高腐蚀速率0.06mm/a;3Cr钢在温度小于100℃时，表现出较好的抗腐蚀性能，当温度大于100℃时，其腐蚀速率大于P110钢的腐蚀速率。利用灰色理论分别对现场腐蚀因素和模拟实验腐蚀因素进行评价，并获得腐蚀的主控因素为温度和CO2分压，依据实验结果，建立了温度、CO2分压双因素腐蚀预测模型，并且建立了三维和二维腐蚀预测图版。通过电化学和高温高压模拟实验，研究P110-3Cr、3Cr-13Cr和P110-13Cr等3种组合的电偶腐蚀特性。电化学腐蚀电位的测量证实了材料偶接后存在电偶腐蚀的倾向。高温高压电偶腐蚀研究表明在，高温条件点电偶倾向微弱，主要是因为试样腐蚀产物膜的保护作用。在80℃附近存在较严重的电偶腐蚀。通过理论研究确定了P110-13Cr组合电偶腐蚀加速因子，并且建立了电偶腐蚀加速因子和电偶腐蚀速率图版。并且确定了3种电偶腐蚀控制方法：（1）选择合理的组配环境控制电偶腐蚀速率；（2）减小13Cr面积，控制电偶腐蚀；（3）缓蚀剂控制电偶腐蚀。通过单井腐蚀风险评定，以及电偶腐蚀控制，确定3套生产套管组配方案，对预期产量、预期使用年限较低的井，需要考虑成本，采用方案一：普通碳钢+缓蚀剂的组配方案进行气井防腐，降低前期投入成本。对于预期产气量高、腐蚀程度严重、生产周期长的高温高压气井，设计了两种组配方案，方案二：在封隔器座封井段及下部采用13Cr材质套管，上部可普通材质等成本较低的套管。方案三：为进一步降低套管成本，只在封隔器坐封井段套管采用耐蚀合金钢,其余井段采用普通碳钢,以保证封隔器长期安全密封。通过组配技术的研究降低了完井成本，并且保证了气井生产的目的。