油氣開采井筒腐蝕結(jié)垢與堵塞機(jī)理

第1章 　緒論    001
1.1　生產(chǎn)管柱腐蝕特點(diǎn)及影響因素 001
1.1.1　腐蝕特點(diǎn) 002
1.1.2　影響因素 002
1.2　結(jié)垢機(jī)理及影響因素的研究現(xiàn)狀 007
1.2.1　國(guó)外研究現(xiàn)狀 008
1.2.2　國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 009
1.3　井筒堵塞特點(diǎn)及研究現(xiàn)狀 010
1.3.1　有機(jī)垢堵塞的危害 010
1.3.2　國(guó)外研究現(xiàn)狀 010
1.3.3　國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 014
第2章　油氣井CO2腐蝕    017
2.1　CO2腐蝕機(jī)理 017
2.2　S135鋼在含CO2聚合物鉆井液中腐蝕行為 018
2.2.1　主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備 019
2.2.2　實(shí)驗(yàn)用管材及腐蝕介質(zhì) 019
2.2.3　實(shí)驗(yàn)步驟 020
2.2.4　實(shí)驗(yàn)結(jié)果 021
2.3　G105鉆桿和P110油管在含CO2地層水中腐蝕行為 029
2.3.1　主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備 029
2.3.2　實(shí)驗(yàn)用管材及腐蝕介質(zhì) 029
2.3.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果 030
第3章　油氣井H2S CO2共存環(huán)境腐蝕    041
3.1　實(shí)驗(yàn)方法 041
3.2　高溫高壓腐蝕實(shí)驗(yàn) 042
3.2.1　溫度對(duì)平均腐蝕速率的影響 042
3.2.2　流速對(duì)平均腐蝕速率的影響 042
3.2.3　pH值對(duì)平均腐蝕速率的影響 043
3.2.4　PCO2/PH2S分壓比對(duì)平均腐蝕速率的影響 043
3.2.5　液相/氣相腐蝕速率對(duì)比 043
3.3　腐蝕產(chǎn)物膜分析 044
3.3.1　腐蝕產(chǎn)物膜SEM形貌觀察 044
3.3.2　腐蝕產(chǎn)物膜EDS和XRD分析 045
3.3.3　腐蝕產(chǎn)物膜XPS分析 048
3.4　腐蝕機(jī)理 052
3.4.1　二氧化碳腐蝕 052
3.4.2　氧腐蝕 053
3.4.3　硫化氫腐蝕 053
3.4.4　單質(zhì)硫腐蝕 054
3.4.5　電偶腐蝕 054
3.5　三點(diǎn)彎曲試驗(yàn) 055
3.5.1　試驗(yàn)材料及方法 055
3.5.2　裂紋觀察及數(shù)據(jù)處理 056
3.5.3　試驗(yàn)結(jié)果與討論 056
第4章　油氣井H2S CO2共存環(huán)境腐蝕速率預(yù)測(cè)    060
4.1　H2S CO2腐蝕速率預(yù)測(cè)研究現(xiàn)狀 060
4.1.1　De Waard預(yù)測(cè)模型 061
4.1.2　NorsokM506預(yù)測(cè)模型 061
4.2　腐蝕數(shù)學(xué)模型的建立 063
4.2.1　腐蝕體系中以CO2為主導(dǎo)時(shí)的模型 064
4.2.2　腐蝕體系中以H2S為主導(dǎo)時(shí)的模型 065
4.2.3　腐蝕體系中以協(xié)同競(jìng)爭(zhēng)為主導(dǎo)時(shí)的模型 065
4.3　基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)腐蝕速率 067
4.3.1　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與運(yùn)算步驟 068
4.3.2　BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的建立 071
4.3.3　預(yù)測(cè)結(jié)果分析 073
4.4　基于遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)腐蝕速率 074
4.4.1　遺傳算法特點(diǎn)與運(yùn)算步驟 075
4.4.2　遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行步驟 076
4.4.3　遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的建立 077
4.4.4　預(yù)測(cè)結(jié)果分析 078
4.5　腐蝕速率預(yù)測(cè)探討 084
第5章　空氣泡沫驅(qū)井筒腐蝕與控制    086
5.1　GY油田現(xiàn)場(chǎng)腐蝕調(diào)研 086
5.1.1　現(xiàn)場(chǎng)水質(zhì)分析 086
5.1.2　現(xiàn)場(chǎng)腐蝕產(chǎn)物分析 088
5.2　地表水配制泡沫的腐蝕模擬實(shí)驗(yàn) 091
5.2.1　注入空氣壓力對(duì)腐蝕速率的影響 092
5.2.2　注入空氣溫度對(duì)腐蝕速率的影響 093
5.2.3　空氣/泡沫交替注入頻率對(duì)腐蝕速率的影響 095
5.2.4　注入流速對(duì)腐蝕速率的影響 097
5.2.5　注入空氣濕度對(duì)腐蝕速率的影響 099
5.3　回注水配制泡沫的腐蝕模擬實(shí)驗(yàn) 102
5.3.1　注入空氣壓力對(duì)腐蝕速率的影響 102
5.3.2　注入空氣溫度對(duì)腐蝕速率的影響 104
5.3.3　空氣/泡沫交替注入頻率對(duì)腐蝕速率的影響 106
5.3.4　注入流速對(duì)腐蝕速率的影響 108
5.3.5　注入空氣濕度對(duì)腐蝕速率的影響 110
5.4　室內(nèi)腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)的腐蝕產(chǎn)物分析 112
5.5　空氣泡沫驅(qū)腐蝕控制措施 115
5.5.1　添加緩蝕阻垢劑 115
5.5.2　添加殺菌劑 119
5.5.3　犧牲陽(yáng)極保護(hù) 125
5.5.4　降低注入空氣中氧含量 129
第6章　環(huán)空加注緩蝕劑實(shí)驗(yàn)及預(yù)膜效果仿真    131
6.1　緩蝕劑優(yōu)選與評(píng)價(jià) 132
6.1.1　緩蝕劑物化性質(zhì)測(cè)試 132
6.1.2　P110試片腐蝕空白實(shí)驗(yàn) 133
6.1.3　XHY-7緩蝕劑應(yīng)用效果評(píng)價(jià) 134
6.1.4　CX-19緩蝕劑應(yīng)用效果評(píng)價(jià) 136
6.1.5　CX-19C緩蝕劑應(yīng)用效果評(píng)價(jià) 138
6.2　臺(tái)架實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備 140
6.2.1　實(shí)驗(yàn)?zāi)康?140
6.2.2　實(shí)驗(yàn)裝置 141
6.2.3　實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)計(jì) 141
6.3　實(shí)驗(yàn)結(jié)果 146
6.3.1　臨界注氣量及緩蝕劑注入量實(shí)驗(yàn) 146
6.3.2　緩蝕劑小注入量及成膜厚度實(shí)驗(yàn) 150
6.3.3　兩種緩蝕劑預(yù)膜效果對(duì)比 153
6.3.4　堵漏劑加量對(duì)緩蝕劑預(yù)膜效果影響 153
6.4　緩蝕劑流動(dòng)狀態(tài)及預(yù)膜效果仿真 154
6.4.1　模型的建立 154
6.4.2　室內(nèi)緩蝕劑（1型）流動(dòng)及預(yù)膜效果分析 154
6.4.3　室內(nèi)緩蝕劑（2型）流動(dòng)及預(yù)膜效果分析 158
6.4.4　兩種緩蝕劑室內(nèi)預(yù)膜效果對(duì)比 161
6.4.5　井下緩蝕劑（1型）流動(dòng)及預(yù)膜效果分析 162
6.4.6　井下緩蝕劑（2型）流動(dòng)及預(yù)膜效果分析 165
6.4.7　兩種緩蝕劑井下預(yù)膜效果對(duì)比 168
6.4.8　緩蝕劑注入全井段管柱預(yù)膜效果評(píng)價(jià) 168
第7章　油氣井結(jié)垢影響因素分析    177
7.1　無(wú)機(jī)垢形成機(jī)理 177
7.1.1　碳酸鈣結(jié)垢機(jī)理 178
7.1.2　碳酸鎂結(jié)垢機(jī)理 179
7.1.3　硫酸鈣結(jié)垢機(jī)理 179
7.1.4　硫酸鋇結(jié)垢機(jī)理 179
7.2　結(jié)垢影響因素分析 179
7.2.1　采出液水質(zhì)分析 180
7.2.2　混合比對(duì)結(jié)垢的影響 181
7.2.3　溫度對(duì)結(jié)垢的影響 182
7.2.4　壓力對(duì)結(jié)垢的影響 183
7.2.5　pH值對(duì)結(jié)垢的影響 183
7.3　阻垢劑篩選 184
7.3.1　阻垢劑類型篩選 184
7.3.2　阻垢劑濃度篩選 185
第8章　硫酸鋇溶垢劑的研制及性能評(píng)價(jià)    187
8.1　硫酸鋇溶垢劑主劑的篩選與復(fù)配 187
8.1.1　溶垢效果評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)步驟 187
8.1.2　溶垢劑單劑篩選 188
8.1.3　溶垢劑復(fù)配 190
8.2　增溶劑對(duì)溶垢效果的影響 192
8.3　增效劑對(duì)溶垢效果的影響 192
8.4　分散劑FS-1合成及阻垢性能評(píng)價(jià) 193
8.4.1　合成方法 193
8.4.2　合成條件優(yōu)選 194
8.4.3　正交實(shí)驗(yàn) 197
8.4.4　分散劑紅外光譜表征 198
8.4.5　分散劑阻垢機(jī)理 199
8.4.6　分散劑阻垢性能評(píng)價(jià) 200
8.5　硫酸鋇溶垢劑配方確定及性能評(píng)價(jià) 201
8.5.1　硫酸鋇溶垢劑配方的確定 201
8.5.2　硫酸鋇溶垢劑性能評(píng)價(jià) 203
第9章　油氣井堵塞原因及機(jī)理    206
9.1　堵塞物成分分析 207
9.1.1　分析方法 207
9.1.2　堵塞物物性分析 207
9.1.3　堵塞物有機(jī)-無(wú)機(jī)成分分析 212
9.2　堵塞物賦存環(huán)境分析 215
9.2.1　堵塞物浸泡液陰離子測(cè)試 216
9.2.2 　堵塞物浸泡液陽(yáng)離子測(cè)試 217
9.3　堵塞原因及機(jī)理 219
9.3.1　元壩地區(qū)氣井基本特征 219
9.3.2　硫沉積影響因素 220
9.3.3　瀝青質(zhì)沉積影響機(jī)制 225
9.3.4　天然氣水合物堵塞影響機(jī)制 229
9.3.5　腐蝕因素 232
9.3.6　緩蝕劑加注因素 234
第10章　油氣井解堵劑的研制及評(píng)價(jià)    235
10.1　解堵劑合成 235
10.1.1　解堵劑分子設(shè)計(jì)構(gòu)想 235
10.1.2　解堵劑合成原料及方法的確定 236
10.1.3　聚合實(shí)驗(yàn)步驟及裝置 236
10.1.4　解堵劑合成步驟 237
10.2　解堵效果分析方法 241
10.3　引發(fā)劑優(yōu)選原則 242
10.4　合成條件優(yōu)化 242
10.4.1　正交實(shí)驗(yàn) 242
10.4.2　單因素實(shí)驗(yàn) 244
10.5　合成解堵劑形貌 246
10.6　解堵劑紅外光譜表征 248
10.6.1　合成產(chǎn)物紅外光譜分析 248
10.6.2　副產(chǎn)物紅外光譜分析 248
10.7　復(fù)合解堵劑的研制 249
10.7.1　無(wú)機(jī)酸復(fù)配實(shí)驗(yàn) 249
10.7.2　螯合劑評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) 251
10.7.3　溶硫劑復(fù)配評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) 252
10.7.4　有機(jī)醇復(fù)配評(píng)選實(shí)驗(yàn) 253
10.7.5　復(fù)合解堵劑研制 254
10.8　復(fù)合解堵劑室內(nèi)評(píng)價(jià) 255
10.8.1　地層水配伍性研究 255
10.8.2　靜態(tài)腐蝕速率測(cè)試 255
10.8.3　抗溫性測(cè)試 256
10.8.4　堵塞物溶解性測(cè)試 257
第11章　油氣井腐蝕結(jié)垢與防護(hù)措施    259
11.1　遼河油田熱采井腐蝕 259
11.1.1　熱力采油H2S生成機(jī)理 259
11.1.2　溫度對(duì)生成H2S的影響 260
11.1.3　結(jié)果比較 262
11.2　四川中壩氣田綜合防腐 263
11.2.1　工藝流程 263
11.2.2　采取的防腐技術(shù)工程 264
11.3　長(zhǎng)慶馬嶺油田井筒腐蝕機(jī)理與預(yù)防措施 265
11.3.1　馬嶺油田井筒腐蝕機(jī)理 266
11.3.2　中78井區(qū)腐蝕情況 268
11.3.3　上里塬井區(qū)腐蝕情況及井筒腐蝕主要原因 270
11.3.4　馬嶺油田井筒腐蝕機(jī)理及預(yù)防措施 271
11.4　千米橋油田管線除垢方法 274
11.4.1　目前常用的除垢方法簡(jiǎn)介 274
11.4.2　千米橋油田油管除垢方法的篩選 275
11.4.3　千米橋油田油管防垢除垢現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 278
11.5　塔里木油田重晶石堵塞 278
11.5.1　裂縫型低滲氣藏?fù)p害機(jī)理 279
11.5.2　重晶石解堵劑室內(nèi)評(píng)價(jià) 280
11.5.3　現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 281
11.6　H區(qū)塊煤層氣井防腐措施 283
11.6.1　加注緩蝕劑技術(shù) 283
11.6.2　陰極保護(hù)技術(shù) 285
11.6.3　涂層防腐技術(shù) 286
11.6.4　油管內(nèi)襯技術(shù) 287
11.7　阿姆河油田環(huán)空帶壓綜合防治 288
11.7.1　環(huán)空帶壓產(chǎn)生的原因 289
11.7.2　環(huán)空帶壓預(yù)防措施 290
參考文獻(xiàn)    292