储气库注采管柱腐蚀规律及保护措施.pdf

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1、第34卷第1[)期(2015．10)(试验研究>储气库注采管柱腐蚀规律及保护措施李碧曦’易俊’张鹏’黄泽贵1重庆科技学院安全工程学院2中国石化中原油田分公司生产管理处摘要：储气库注采管柱井下腐蚀环境复杂，致使管柱腐蚀穿孔或者断裂落井，直接威胁到储气库安全运营。以某储气库为研究对象，分析注采气过程中管柱腐蚀机理和影响因素，制定相应的防治措施，以延长气井管柱的使用年限，保障储气库安全、平稳运行。分析表明：管柱腐蚀主要为电化学腐蚀和冲蚀，电化学腐蚀是由CO和Ho引起，腐蚀部位在1900m以上，腐蚀形态为均匀腐蚀和小孔腐蚀；冲蚀发生在采气期和注气期，安全阀和滑套最先发生冲

2、蚀。防腐措施适合采取控制注采气量和油管内投缓蚀棒的方法，腐蚀监测技术适合采取挂片失重法。关键词：储气库；管柱；电化学腐蚀；冲蚀；压力；防腐doi：lO．3969／j．issn．1006—6896．2015．10．009蚀、冲刷腐蚀、环境断裂、流动诱导腐蚀四种腐蚀引言类型，如表1所示。随着中国天然气管网及天然气工业的快速发表1气井管柱腐蚀类型与机理展，天然气的供需存在着严重的不均衡性，巨大的调峰需求推动了储气设施的迅猛发展。储气库因其具有库容大、安全性好、储转费低等优点在天然气市场的应急调峰保障作用中日益凸显。然而储气库广泛地应用于世界各地的同时，也存在着各种安全风

3、险，其中以注采井安全风险最高。地下储气库在运行前期将受地层残留的钻井液、盐酸、凝析水、CO。以及H。s量等物质的影响，井下腐蚀环境较为复杂n；在运行过程中，注采管柱将长期受到腐蚀性气体的作用，而且井下压力、温度随着井深不同而变化，加剧了管柱的腐蚀。这不仅降低气井管柱的使用年限，而且直接威胁着储气库安全运行和周边人民的生命财产安全。因此，分析储气库注采2管柱腐蚀影响因素分析气过程中管柱腐蚀机理和影响因素，制定相应的防治措施，延长气井管柱的使用年限，对整个储气库注采管柱腐蚀受到腐蚀环境和腐蚀介质的交互的安全、平稳运行具有重大意义。作用。腐蚀环境指不同井深处的温度、压力

4、、流场等，通常导致流体相态变化，从而加剧腐蚀。腐蚀1储气库管柱腐蚀机理介质包括Hs与CO等酸性气体、天然气中所携带地下储气库大都由废弃油气藏改建而来。据前的地层水、管道壁上的凝析水，及其中溶解的碳酸期调研，原气田生产过程中，曾因腐蚀更换过全部盐、氯化物及其他矿物盐、溶解氧等。在某储气库或部分油管，主要表现为井筒中上部管柱本体的点现场取气样分析，发现除了CO。以外的气体组分都蚀、线蚀和接箍处的丝扣腐蚀。储气库注采井因其同注同采的独特工况，在生产过程中将反复受到腐不会产生腐蚀。水样分析表明pH值为6，氯根为蚀性气体影响。管柱腐蚀与地层水、压力、温度、634mg／L，氯

5、离子含量少。在运行过程中，储气库流速、管材成分和结构等有关，主要包括电化学腐注采压力和温度变化如表2所示。基金论文：国家自然科学基金(91024031)、重庆科技学院科技创新基金研究项目(YKJCX2014045)资助。油气田地面工程(http：／／www．yqtdmgc．corn)一27—，}表2储气库井[]和}底压力、品压：变化范围模拟计算出1400m位置处温度为60。C，如图2所_睁位鹫”采笺泣示，储气库地层温度为95。C。根据前期调研结6．O22．51O．8～22．5果，钢铁材料的CO腐蚀可分为四个温度区间，该压力，MPa12．9～27．012．9～27．

6、O储气库符合四个温度区间中的第一、二区间。温度11．4～34．530．6～5O．8温度，。c小于6O。C，储气库管柱在1400m以上位置呈均匀72．8～82．672．6～75．9腐蚀；温度在60110。C，储气库管柱在1400～2．1水对腐蚀的影响1600m处局部腐蚀会较重。造成储气库油套管和采气装备腐蚀的水，主要来自于天然气流所携带的凝析水。凝析水是天然气携带的水蒸气，它是因产层到井口压力、温度的改变，造成天然气压力露点的变化而在油套管壁上凝结而成，该点以上容易腐蚀。矗、、以某储气库储5井为例，该井井深2696．99m，被喇叭口2308．58m，地层压力20．8

7、7MPa，地层温度92．5。C，当气量为16．8×10m。／d时，气井生产过程中凝析出水的位置在1720m处。当地层压力和温度不变时，气量从5X10m。／d到30×10m。／d变化，凝析出水的位置在670一l900m处。当地层温度和气量不变时，地层压力在13~27MPa变化，凝图2温度与c0腐蚀形态关系析出水的位置在760-1780m处。因此，管柱腐蚀2．4冲刷对腐蚀的影响的主要位置在1900m以o上瑚。伽瞄撇栅啪咖咖枷伽储气库注采井与普通气井相比，吞吐量较大，2．2O0：分压对腐蚀的影响平均日采气上百万立方米，对管柱的冲蚀能力强，CO自身对注采管柱不会产生腐蚀，

8、一但CO会