二氧化碳的腐蚀与防治--修改版.ppt

萨曼捷佩气田采气工艺技术前期调研 专题一——二氧化碳的腐蚀与防治 二氧化碳的腐蚀与防治 一、腐蚀类型 二、腐蚀机理 三、影响因素 四、CO2腐蚀的防治 五、气井防腐工作建议 六、含CO2气井防腐实例 一、腐蚀类型 局部腐蚀 局部腐蚀的特性是在材料表面的不连续区域失去金属，而周围区域基本保持不受影响或易受全面腐蚀。 一、腐蚀类型 一、腐蚀类型 CO2对钢材的腐蚀机理为:CO2+H2O=H2CO3=H++HCO-3 其中H+与Fe发生置换反应:2H++Fe=Fe2++H2 HCO3-与Fe2+发生沉淀反应:HCO3-=H++CO32- CO32-+Fe2+=FeCO3↓ 故总腐蚀反应为:CO2+H2O+Fe=FeCO3↓+H2 总结 通过文献调研，基本了解CO2腐蚀的类型、机理、影响因素，并结合几个具体的油田生产事例总结了一些对于CO2腐蚀的防治方法和措施。 目前防腐的主要研究和发展方向是新型管材的研制，在生产中配以针对性的工艺措施。 下一步工作是结合阿姆河右岸气田的具体实际情况，提供出适合现场使用的防腐措施方案。 本完井工艺具有以下优点： (1)天然气不接触套管避免套管承受高压。既改善了套管承压环境,又可节约大量费用； (2)防止了酸性介质对套管内壁和油管外壁的腐蚀，延长气井免修期； (3)生产封隔器带有可以伸缩器，油管受温度效应等产生伸缩可以用伸缩器来调节，油管受力状态比较好； (4)井下工具采用3SB特殊扣，内衬油管都采用NSCTFGL特殊扣，提高了丝扣密封性能，消除圆扣在高压差时容易泄漏的毛病； (5)下堵塞器可实现井下关井，压井液不会接触产层，从而保护了油气层。 该工艺的缺点：对工具和油管密封性能要求高；由于内衬的使用造成油管的通径较普通油管小5mm左右；完井一次性投入费用也较高。 罗家寨气田完井技术 六、CO2气井防腐实例 六、CO2气井防腐实例 庆深气田储层埋藏深度大于2500m，地层压力、温度较高，岩性复杂，产出气中普遍含有CO2，试气时一般含量在0.5%-2.6%之间，生产过程中会发生一定变化。如升深2井在1996年投产初期CO2含量1.85%,到2003年含量已升至5.36%。升深2井因井下管柱腐蚀严重，于2004年7月已实施报废处理。从起出的油管分析，主要表现为局部腐蚀，内表面腐蚀远远大于外表面，形成与气流方向平行的沟槽，油管600m以上腐蚀严重，部分油管甚至已腐蚀成筛网状。油管600m以下主要是均匀腐蚀，其丝扣腐蚀较严重（下图）。 芳深7井1995年试气后因CO2含量高一直未投产，2000年出现套管漏气现象，于2003年进行了大修处理，发现油管在2050m处腐蚀严重(气水界面)，底部油管出现不均匀腐蚀，并存在铁锈，上部油管腐蚀不严重。 大庆CO2腐蚀与防治 升深2井CO2腐蚀报废油管 六、CO2气井防腐实例 气井防腐对策 1、使用耐蚀合金或涂镀层钢材优化井身结构 在各种CO2腐蚀控制方案中，应优先考虑使用抗腐蚀合金钢。防CO2腐蚀而开发的合金钢油管(如1Cr、9Cr、13Cr等钢管)能够依靠自身的耐腐蚀性能抵抗CO2腐蚀。实验室评价材料耐腐蚀性为13Cr3CrN80P110J55。 优化井身结构考虑采用组合油管，在60℃-110 ℃ 井段管柱腐蚀严重，在1500-2000m以上采用不锈钢油管。对于CO2分压低(0.2MPa以下)、且产气量低(小于4×104m3)的气井，可以考虑应用涂镀层或氮化处理工艺；对于CO2分压高(0.2MPa以上)、且产气量高(大于10×104m3)的气井，全井应采用不锈钢材质的油管。 2、加注缓蚀剂 该技术成本低,初期投资少，但工艺较复杂，对生产影响较大。 3、使用普通碳钢,做好腐蚀监测 通过在一些重点井下入挂片或应用井下管柱在线腐蚀监测技术，分析腐蚀情况和防腐效果；使用普通碳钢管柱，并在其寿命期限内更换油管管柱，套管用封隔器加环空保护液进行保护。该防腐技术更换油管，对油气井生产影响很大，且压井作业对储层伤害较大。 4、增加pH值 深层气井的入井液pH值保持在6~7之间，Fe2+的溶解度降低，易形成保护膜，有利于降低管柱的腐蚀速率。 大庆CO2腐蚀与防治 国内抗CO2腐蚀套管材料的生产厂家：宝钢钢管分公司、天津钢管公司、攀钢集团成都无缝钢管有限责任公司、鞍钢无缝钢管厂、包钢无缝钢管厂、宝鸡石油钢管厂、山西机床厂、风雷机械厂、中原特殊钢厂、扬州大杰士石油钻具公司、渤海能克钻杆有限公司以及其他企业。 从1999年起，国内宝钢（BG系列）和天钢开发出耐蚀合金管材产品，并已成功应用于塔里木富含CO2气井、胜利海上和长庆富含CO2油气井等油气田。 1、不锈钢油套管 四、CO2腐蚀的防治 用于含CO2 的环境 技术协议 S/L/ B TP80NC-3Cr