[發明專利]一種套管內涂層井的內防腐陽極保護間距確定方法

有效

• 申請號: 201910603601.4
• 申請日: 2019-07-05
• 公開（公告）號: CN110408939B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 程碧海;楊立華;戚建晶;劉漢斌;付彩利;盧文偉;劉彬;霍征光;陳彥云;劉曼
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: C23F13/00
• 分類號: C23F13/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種套管內涂層井的內防腐陽極保護間距確定方法，本發明通過根據不同井深、不同井液礦化度和不同內涂層完好率的套管內防腐的陽極分布，結合室內模擬實驗的手段確定套管內置犧牲陽極的安裝模式，避免了在現場試驗的技術復雜性，減少了室內實驗周期與次數，避免每一口油井因流體介質和套管內涂層完好率不同導致重復實驗來確定陽極分布參數。本發明實驗快速易行，技術可靠，經濟性好。

技術領域

本發明涉及油田腐蝕與防護領域，具體涉及一種套管內涂層井的內防腐陽極保護間距確定方法。

背景技術

目前油田生產企業的油井管柱普遍采用普通碳鋼管材，油井產液對碳鋼套管腐蝕嚴重。為了安全高效進行油田開發，各油田一般采取了除耐管材外的多種套管防腐措施，如應用較早、技術成熟的外加電流陰極保護外防腐，國內大量應用的環氧冷纏帶(環氧涂層)犧牲陽極防腐，普遍實施的緩蝕劑加注技術等，近年來發展應用了套管內置犧牲陽極的陰極保護技術，該技術通常是將犧牲陽極裝在油管上，同時陽極與油管絕緣，陽極通過金屬彈性臂與套管電性機械連接，油井生產時陽極隨油管下入套管內從而達到保護套管的目的。

專利“一種內涂層套管井的犧牲陽極保護裝置(CN105154889B)”公布了采用油管帶入犧牲陽極進行套管內防腐的犧牲陽極裝置，并未進一步闡述油管上的犧牲陽極應該如何分布；專利“一種犧牲陽極材料的井下評價裝置(CN105401921B)”公布了井下評價陽極工作狀態的一種裝置，但未提供陽極的井下分布方式；文獻“一種隨油管入井預防套管腐蝕的工具研制”(肖彥英，李瓊瑋，令永剛，等，石油工業技術監督，Vol.33No.3Mar.2017)敘述了套管內防腐陽極的現場應用情況及效果，未涉及陽極保護電位或安裝模式；專利“基于脈沖電流的油井套管陰極保護系統及電極布位方法(CN104562043B)”公布了套管外加電流陰極保護的電位分布檢測方法，該方法是將參比電極布通過絕熱材料包裹捆綁在套管外壁的方式檢測套管外壁不同位置的分布電位。現有專利文獻均未有針對套管內犧牲陽極的陽極安裝布置方法的論述，在生產中對于套管內犧牲陽極的分布安裝無法確定，對犧牲陽極的安裝布置則主要根據陽極的電化學參數在地面管道、儲罐的設計經驗決定。

由于犧牲陽極在油井套管有限空間內的電磁作用范圍受限，油井套管在地下深度達上千米以上，在套管內測量犧牲陽極的保護電位存在天然困難，借鑒檢測套管外壁分布電位的方法即采用參比電極固定在油管上測量套管內壁不同位置電位原理可行，要實現有很大難度，幾乎不可能直接檢測，驗證犧牲陽極在套管內如何合理分布無從得知，進而無法合理確定陽極分布；如果通過室內模擬實驗任一種井筒環境中犧牲陽極的保護電位與間距分布，則工作量太大，費時費人成本高。因此要科學合理采用犧牲陽極防止套管內腐蝕技術，實現犧牲陽極對套管的科學保護，滿足國標規定的陰極保護準則，防止欠保護或過保護，就必須掌握不同溫度、礦化度和涂層完好率的腐蝕環境下套管內犧牲陽極的分布方法，以此確定套管內縱向上犧牲陽極的安裝模式，解決困擾套管內防腐的犧牲陽極合理應用的生產問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述不足，提供一種套管內涂層井的內防腐陽極保護間距確定方法，能夠掌握不同溫度、礦化度和涂層完好率的腐蝕環境下套管內犧牲陽極的分布，以此確定套管內縱向上犧牲陽極的安裝模式，解決了困擾套管內防腐的犧牲陽極合理應用的生產問題。

為了達到上述目的，本發明包括以下步驟：

S101，通過實驗獲取一定溫度、礦化度和內涂層完好率的腐蝕環境下套管陽極的保護長度與保護電位的關系式；

S102，確定保護長度的溫度、礦化度和涂層完好率梯度值；

S103，建立保護長度與溫度、礦化度與涂層完好率的關系式；

S104，建立已知涂層完好率、系列保護長度下的礦化度與溫度的關系式；

S105，繪制已知涂層完好率、系列保護長度下的礦化度與井深的關系曲線組圖；