[發明專利]頁巖氣井井筒動態腐蝕速率的模擬測量裝置及方法

在審

• 申請號: 202010435431.6
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111537429A
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 胡德高;陳旭;胡偉;魯進;陳建達;張志全;王長權;黃嘯;陳祈
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司江漢油田分公司石油工程技術研究院
• 主分類號: G01N17/00
• 分類號: G01N17/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 劉秋芳

本發明提出一種頁巖氣井井筒動態腐蝕速率的模擬測量裝置及方法，包括注液機構、注氣機構、氣液分離機構和測量機構，注液機構和注氣機構分別與測量機構的進口相連，測量機構出口與氣液分離機構的進口相連，氣液分離機構的出液口和排氣口分別與注液機構及注氣機構相連。本發明能較真實模擬氣井井筒不同部位的腐蝕情況。

技術領域

本發明屬于石油天然氣的技術領域，尤其涉及一種頁巖氣井井筒動態腐蝕速率的模擬測量裝置及方法。

背景技術

頁巖氣藏開發過程中，頁巖氣井井筒中氣液高速流動和氣液中存在大量的腐蝕性介質從而引起井筒腐蝕，嚴重的腐蝕將給氣藏開發帶來危害，也給氣井井筒的完整性和氣井的安全性帶來危險。因此，需要正確掌握頁巖氣井井筒腐蝕規律，從而提出有效的抑制或減緩井筒腐蝕的措施。

頁巖氣井井筒產出流體包括頁巖氣和產出液(返排壓裂液、地層水)，其產出液中受注入的壓裂液等因素影響，其性質復雜，并且容易產出大量的細菌，從而腐蝕機理復雜。另外，氣井井筒流體流動速度遠高于油井井筒流體流動速度，在流體高速沖刷作用下腐蝕產物膜不容易形成或強度不足。利用常規腐蝕速率測定方法無法真實體現出真實的氣井井筒腐蝕規律。例如現有的高溫高壓腐蝕測試裝置在一個封閉的高溫高壓反應釜內通過攪拌槳的轉動來實現掛片和腐蝕介質的相對運動，從而模擬流體在實際管道中的流動情況，但是在有些情況下，腐蝕介質并不完全和管線接觸，存在積液的氣井，整個井筒的不同部位與產出流體的接觸方式存在差異，而常規的高溫高壓腐蝕測試裝置無法考慮這種情況。

目前，常規的高溫高壓動態腐蝕試驗存在以下的不足：

(1)高溫高壓反應釜的封閉性無法考慮流體流動過程對管線腐蝕造成的差異；

(2)常規設備無法模擬反應釜中的腐蝕介質和管線的接觸關系對腐蝕速率造成的影響；

(3)常規裝置無法考慮氣相流動對腐蝕速率的影響。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述存在的問題，提供一種頁巖氣井井筒動態腐蝕速率的模擬測量裝置及方法。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：頁巖氣井井筒動態腐蝕速率的模擬測量裝置，其特征在于，包括注液機構、注氣機構、氣液分離機構和測量機構，所述注液機構和注氣機構分別與所述測量機構的進口相連，測量機構出口與氣液分離機構的進口相連，氣液分離機構的出液口和排氣口分別與注液機構及注氣機構相連。

按上述方案，所述注液機構包括注液泵、注液管、注液單向閥和液體回收管，所述注液泵的出口通過所述注液管與測量機構的進口相連，所述注液單向閥安設于注液管上，所述氣液分離機構的出液口通過所述液體回收管與注液泵的進口相連。

按上述方案，所述注氣機構包括氣罐、注氣管、氣體回收管和注氣控制組件，所述氣罐通過所述注氣管與所述測量機構相連，氣體回收管分別與注氣管及測量機構相連，氣體回收管上設有增壓器，所述注氣控制組件包括注氣氣動閥和氣動閥控制器，所述注氣氣動閥分別設于注氣管和氣體回收管上，所述氣動閥控制器與注氣氣動閥相連。

按上述方案，所述測量機構為測量管，所述測量管由水平管段、彎曲管段和豎直管段組成，所述水平管段和豎直管段均由導管和腐蝕測量管連接組成，所述彎曲管段為腐蝕測量管。

按上述方案，還包括補氣機構，所述補氣機構包括補氣泵、補氣管和補氣氣動閥，所述補氣泵通過補氣管與所述氣罐相連，所述補氣氣動閥設于補氣管上，與所述氣動閥控制器相連。

按上述方案，所述測量管外包覆保溫套。

按上述方案，所述導管和腐蝕測量管通過法蘭連接，連接處設有密封圈，導管和腐蝕測量管材質相同，內外徑尺寸相同。

按上述方案，所述氣罐外包覆電加熱套。