油田CO2驱油地面系统的腐蚀与防护.pdf

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1、2014年第39卷第2期能源技术与管理Vo1．39No．2EnergyTechnologyandManagement．，z、，≯、：篱专0论0与0综：0：述≮、：誓：：，；：油田CO2驱油地面系统的腐蚀与防护苏留帅，魏立新(东北石油大学提高油气采收率教育部重点实验室，黑龙江大庆l63318)[摘要]随着油田进入三次采油阶段，CO驱油技术逐步应用到油田开发过程中以提高采收率，但是同时也带来了腐蚀等一系列问题。针对CO腐蚀问题进行研究，对大庆油田某CO：驱油区块采出液进行水质分析，并对集油系统腐蚀产物进行能谱分析及微观电镜扫描分析，通过开展模拟采出液腐蚀

2、速率影响及注入系统、集油系统、储罐等设备的挂片腐蚀监测、描述室内实验，研究了采出液性质对CO：腐蚀的影响，从而提出了油田CO，驱油地面系统的防腐对策。[关键词]油田；CO驱油；腐蚀；防腐[中图分类号]TE357[文献标识码]A[文章编号]1672_9943(2014)02_0()(]14面系统带来了严重的腐蚀问题。CO会造成管线0引言设备的点蚀、坑蚀等，使得管线设备泄露存在很大油藏开发经历“一次采油”阶段，采收率为的安全隐患。针对CO驱采出液进行水质分析，对5％～20％；经注水开发的“二次采油”阶段，采收率集油系统的腐蚀产物进行了能谱和微观电镜扫描在

3、20％～40％；通过注蒸汽、注聚合物或混相驱等分析。通过实验室模拟油田腐蚀介质，研究分析了“三次采油”方法，其采收率可达90％以上[1]。开发不同因素的影响及规律，结合动静态挂片腐蚀实实践表明，经过化学驱、热力采油驱、微生物驱等验结果，提出了CO驱油地面系统的防腐对策。采油技术，其采收率最多也只提高5％～8％。低渗1采出液水质及腐蚀产物性状分析透油藏由于渗透率过低，难以见到注水效果，采取注气的方式，常可取得好的效果。在常规注气中CO驱油地面系统主要包括注入系统、集油CO最易混相，CO在地层内溶于水后，可使水的系统和储罐等，CO驱油地面集油系统如图1所

4、粘度t~J[120％～30％，运移性能提高2～3倍；CO：溶示。集油系统的工艺流程为单井采出液经计量问于油后，使原油体积膨胀，粘度降低30％～80％，油进入转油站汇管，经加热炉加热后进入四合一分水界面张力降低，有利于提高采油速度、洗油效率离器进行油气水的分离，初步分离之后的气体进和收集残余油，提高驱油效果]。以大庆油田为入气体稳定塔，原油进入外输泵，污水进入污水管例，大庆油田芳48区块为特低渗透油藏，自2002线。在集油系统中以单井井口、转油站汇管、四合年开始，开展了CO：驱油现场实验，客观、准确评一分离器为节点分析大庆油田某CO驱油区块采价CO：驱

5、油效果，形成CO驱油工业化配套技术，出液离子组分，分析结果如表1所示。利用油田作实现低渗透油田规模化开采，2007年在芳48区业区改造停产的契机对CO驱集油系统的管道腐块开展了扩大规模的CO：驱油的工业化现场实验。大庆榆树林油田是典型的“三低”油藏，CO：驱油技术具有适用范围大、驱油成本低、采收率提高等优点。CO驱油规模化应用，预计可提高大庆榆树林油田外围难采储层采收率20．1％E。CO驱油明显提高了原油的采收率，但同时也给油田地基金项目：黑龙江省教育厅“低渗透油田单管环状集油工艺节能输送关键技术研究”项目(12511016)图1(30驱油地面集油系

6、统示意图2014年4月2苏留帅，等油田CO驱油地面系统的腐蚀与防护Feb．，2014蚀产物取样，进行能谱和微观电镜扫描，能谱分析钢铁表面形成CaCO，沉淀发生了垢下腐蚀，能加结果如表2所示，微观电镜扫描如图2所示。速点蚀速率造成穿孔等危害。表1采出液水质分析2腐蚀规律影响因素及机理研究截至目前的研究表明，影响CO腐蚀的因素颇多，如温度、介质分压、流体性质、pH值、cl一等，其中温度是影响腐蚀产物膜形成的重要因素之一；CO带来的腐蚀主要由其溶解度决定，其溶解度又直接受其压强的影响；C1一半径小，穿透力强，它能够穿透腐蚀产物膜而渗透到金属基体表面，在膜下

7、促进FeC1水解而产生H，从而促进金属基体发生电化学腐蚀；Ca、Mg不仅通过在金属表表2集油系统腐蚀产物能谱分析面成膜影响反应的阳极过程，更为显著的是影响着腐蚀反应的阴极过程，溶液r：~lCa2+,Mg的增加会增加腐蚀速率，同时由于ca、Mg2+-~=生成沉淀造成垢下腐蚀，明显地加速了局部腐蚀l5]。2．1模拟采出液腐蚀速率影响实验2．1．1温度对不同材料腐蚀速率的影响根据采出液水质分析、腐蚀产物能谱和腐蚀产物微观电镜图综合分析，首先在腐蚀介质环境中对不同材料的腐蚀速率进行测定。实验分别设定在0．1MPa和3．0MPa的CO分压下进行，对不同材料随着

8、温度变化腐蚀速率的影响实验。实验材料为碳素钢、低合金钢、13Cr钢、22Cr钢，试样尺寸■■为50mm×25