[發明專利]一種鹽穴儲氣庫井CO2

在審

• 申請號: 202010199401.X
• 申請日: 2020-03-20
• 公開（公告）號: CN113495052A
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發明（設計）人: 夏焱;陳飛;李海偉;班凡生;任眾鑫;李景翠;莊曉謙;金根泰;路立君;藍海峰;董勝祥
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣集團有限公司;中國石油集團工程技術研究院有限公司
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 姚亮;張德斌

本發明提供一種鹽穴儲氣庫井CO₂腐蝕模擬實驗裝置及方法。該裝置包括第一高溫高壓反應釜、第二高溫高壓反應釜、循環泵、用于調節第二高溫高壓反應釜壓力、溫度的壓力調節閥和溫度調節閥，第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜通過第一管線、第二管線連接，第二高溫高壓反應釜的內部設有支架，循環泵設于第一高溫高壓反應釜與第二高溫高壓反應釜之間。本發明還提供一種鹽穴儲氣庫井CO₂腐蝕模擬實驗方法，該方法在上述裝置中進行，通過準確控制裝置內部的溫度和壓力，能夠使該裝置達到與鹽穴儲氣庫井指定深度處一致的溫度、壓力、濕度和CO₂分壓條件，從而準確模擬在鹽穴儲氣庫井指定深度位置的CO₂與析凝水共同作用下的腐蝕情況。

技術領域

本發明涉及鹽穴儲氣庫技術領域，尤其涉及一種鹽穴儲氣庫井CO₂腐蝕模擬實驗裝置及方法。

背景技術

鹽穴儲氣庫儲存天然氣中一般都含有CO₂，雖然注入鹽穴的天然氣是“干氣”(不含液態游離水)，但由于腔底有大量的水，水會蒸發到天然氣中，使腔底天然氣中的水達到飽和狀態。圖1為某鹽穴儲氣庫井井身結構示意圖，其中，1-1為井下安全閥，1-2為表層套管，1-3為封隔器，1-4為生產油管，1-5為生產油管。如圖1所示，在采出天然氣1-6的過程中，由于井筒內從井底到井口的溫度和壓力是下降的，所以井筒內天然氣1-6會有游離水析出，即析凝水1-7。在一定的溫度、壓力條件下，天然氣中的CO₂與析凝水1-7共同作用，使油管、采氣井口內壁產生腐蝕，生成附著在油管、井口內壁的不溶物1-8。

對于解決鹽穴儲氣庫產生的腐蝕問題，在實驗室對鹽穴儲氣庫井CO₂腐蝕進行模擬是十分重要的。圖2表示現有的利用高溫高壓反應釜模擬CO₂腐蝕模擬實驗裝置的結構示意圖。如圖2所示，在該實驗裝置進行模擬的方法是：將CO₂氣體、水注入高溫高壓釜，形成氣相2-1和液相2-2。將試樣放入高溫高壓釜中，試樣一般分為三組：氣相中一組(樣品a-c)、氣液兩相界面一組(樣品d-f)、液相一組(樣品g-i)，調節高溫高壓釜內溫度、壓力、使高溫高壓釜內CO₂分壓達到現場井筒內CO₂分壓值后開始CO₂腐蝕模擬實驗。到達設定的實驗時間后，取出試樣，分析試樣的腐蝕情況。這種模擬實驗方法的缺點是：雖然將試樣分別放在氣相、氣液兩相界面和液相中，但仍不能模擬析凝水參與腐蝕的情況、無法準確模擬井筒內天然氣中的濕度，因而不能達到CO₂腐蝕模擬實驗的目的。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種鹽穴儲氣井CO₂腐蝕模擬實驗裝置及方法，相比于現有技術，該方法能夠更加準確地模擬井筒內天然氣的溫度、壓力、濕度和CO₂分壓條件，進行CO₂腐蝕模擬實驗。

為了達到上述目的，本發明提供了一種鹽穴儲氣井CO₂腐蝕模擬實驗裝置，其包括：第一高溫高壓反應釜，第二高溫高壓反應釜、循環泵、壓力調節閥和溫度調節閥，其中：

所述第一高溫高壓反應釜和第二高溫高壓反應釜通過第一管線、第二管線連接；

所述第二高溫高壓反應釜的內部設有支架；

所述循環泵設于第一高溫高壓反應釜與第二高溫高壓反應釜之間；

所述壓力調節閥、溫度調節閥分別用于調節第二高溫高壓反應釜的壓力、溫度。

根據本發明的具體實施方案，所述第一高溫高壓反應釜與第二高溫高壓反應釜是由底部、筒體、密封蓋密封連接形成的耐高溫、耐高壓、耐腐蝕的反應釜。在本發明的實施方案中，第一高溫高壓反應釜用于盛裝外部加入的水，相比于常規模擬實驗裝置(例如圖2所示的裝置)，第一高溫高壓反應釜的設置能夠實現測試前加入的水與測試時析出的析凝水的區分。