[發明專利]一種在多元熱流體熱采工藝中防止管柱腐蝕的方法

有效

• 申請號: 201210061802.4
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102606111A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 孫永濤;王少華;馬增華;鄒劍;文權;段凱濱;孫玉豹;劉海濤
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油田服務股份有限公司
• 主分類號: E21B41/02
• 分類號: E21B41/02;E21B43/24;E21B43/22;C09K8/54
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 楊洲;楊淑媛

技術領域

本發明涉及一種在多元熱流體熱采工藝中防止管柱腐蝕的方法。

背景技術

近年來，熱采技術在海洋稠油油田得到了應用及推廣，尤其是多元熱流體吞吐提高采收率技術，已經在海洋油田應用了6井次并且應用規模正在不斷擴大。但在推廣應用過程中發現井下管柱及工具發生了不同程度的腐蝕，尤其是稠油油藏多元熱流體熱采工藝中常用的油管用鋼，即P110鋼發生了嚴重的腐蝕，造成了很大的經濟損失。

多元熱流體是由柴油、原油或天然氣與空氣燃燒后和水混合并將水加熱或汽化后的多元組分流體，主要包括N₂、CO₂、熱水、蒸汽等組分或者是在蒸汽吞吐過程中伴注人工收集或制備的煙道氣、CO₂或N₂，從而形成多元熱流體。為避免燃燒過程中積碳問題的發生，必須使空氣過量，即多元熱流體的高溫余氧。注入井下的多元熱流體中的CO₂和剩余O₂在濕蒸汽或熱水環境下會對鋼鐵材質的注汽管和套管或篩管產生腐蝕破壞。

通常含CO₂的油井，其溫度一般較低，不超過150℃，針對CO₂腐蝕控制方法研究較多的也是低于150℃的，而目前針對高溫、高壓下CO₂和O₂腐蝕的研究很少，相關的防腐控制方法也幾乎是空白。

因此，為了控制多元熱流體熱采工藝中管柱在高溫、高壓下受高速流體沖刷下的腐蝕，需要一種在多元熱流體熱采工藝中防止管柱腐蝕的方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種在多元熱流體熱采工藝中防止管柱腐蝕的方法。

正如本文中使用的，術語“多元熱流體”一般指一種含有蒸汽、氮氣、二氧化碳及化學藥劑等的溫度范圍可達120℃-350℃的熱流體。

正如本文中使用的，術語“管柱”指的是注入多元熱流體時用的普通高真空隔熱油管管柱，其由P110鋼制成。

本發明所述的在多元熱流體熱采工藝中防止管柱腐蝕的方法包括在所述多元熱流體熱采工藝中，當待注入的所述多元熱流體的溫度高于200℃時，按所述多元熱流體中的水與緩蝕劑的總重量計，將所述多元熱流體與所述緩蝕劑混合成10wt％的緩蝕劑溶液，將10wt％的緩蝕劑溶液注入所述管柱，使管柱充滿所述10wt％的緩蝕劑溶液后燜井6-12小時；接著按所述多元熱流體中的水與所述緩蝕劑的總重量計，另外將所述多元熱流體與緩蝕劑混合成400-800ppm的緩蝕劑溶液，然后將400-800ppm的緩蝕劑溶液注入管柱。

根據美國腐蝕工程師協會標準NACE0775-2005，管材的腐蝕速率低于0.126mm/a，即滿足多元熱流體防腐要求。

本發明所用緩蝕劑為本領域常用的咪唑啉類緩蝕劑，如季銨鹽改性咪唑啉、酰胺基咪唑啉、硫脲基咪唑啉等。

在本發明的一個實施方案中，所述多元熱流體與緩蝕劑混合成10wt％的緩蝕劑溶液的步驟可以采用本領域常規的方法來實現，如可以通過先將緩蝕劑原液加注到藥劑罐中，啟動多元熱流體發生器，多元熱流體溫度設定120℃，再用常規藥劑泵將緩蝕劑原液注入到多元熱流體注入管線中，緩蝕劑注入速度與多元熱流體注入速度之比為1∶9，緩蝕劑與多元熱流體在注熱管線內混合，即形成緩蝕劑溶液濃度為10％。

在本發明的一個實施方案中，使管柱充滿所述緩蝕劑溶液的步驟可以采用本領域常規的方法來實現，如可以通過注入隔熱油管與井下管柱的總容積的1.5倍容積的緩蝕劑溶液。

在本發明的一個實施方案中，將所述多元熱流體與緩蝕劑混合成400-800ppm的緩蝕劑溶液的步驟可以采用本領域常規的方法來實現，如可以通過在藥劑罐中將緩蝕劑原液配制成10％的水溶液，用普通藥劑泵將緩蝕劑水溶液注入到多元熱流體注入管線中，緩蝕劑注入速度與多元熱流體注入速度之比為1∶2500-1∶1250，緩蝕劑與多元熱流體在注熱管線內混合，即形成緩蝕劑溶液濃度為400-800ppm。

本發明可以有效抑制注入井下的多元流體中的CO₂和剩余O₂在濕蒸汽或熱水環境下會對鋼鐵材質腐蝕破壞，填補了多元熱流體熱采工藝中管柱腐蝕防護的空白，有力地促進了多元熱流體熱采工藝的推廣。

相對于現有的電化學防護、涂層防護和使用不銹鋼材料這幾種腐蝕防護方法，本發明不僅可以有效地抑制注熱管柱的腐蝕，而且還可以減緩井下其他工具的腐蝕，是一種系統防腐方法。

附圖簡述