[发明专利]一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。

背景技术

近年来，热采技术在海洋稠油油田得到了应用及推广，尤其是多元热流体吞吐提高采收率技术，已经在海洋油田应用了6井次并且应用规模正在不断扩大。但在推广应用过程中发现井下管柱及工具发生了不同程度的腐蚀，尤其是稠油油藏多元热流体热采工艺中常用的油管用钢，即P110钢发生了严重的腐蚀，造成了很大的经济损失。

多元热流体是由柴油、原油或天然气与空气燃烧后和水混合并将水加热或汽化后的多元组分流体，主要包括N₂、CO₂、热水、蒸汽等组分或者是在蒸汽吞吐过程中伴注人工收集或制备的烟道气、CO₂或N₂，从而形成多元热流体。为避免燃烧过程中积碳问题的发生，必须使空气过量，即多元热流体的高温余氧。注入井下的多元热流体中的CO₂和剩余O₂在湿蒸汽或热水环境下会对钢铁材质的注汽管和套管或筛管产生腐蚀破坏。

通常含CO₂的油井，其温度一般较低，不超过150℃，针对CO₂腐蚀控制方法研究较多的也是低于150℃的，而目前针对高温、高压下CO₂和O₂腐蚀的研究很少，相关的防腐控制方法也几乎是空白。

因此，为了控制多元热流体热采工艺中管柱在高温、高压下受高速流体冲刷下的腐蚀，需要一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法。

正如本文中使用的，术语“多元热流体”一般指一种含有蒸汽、氮气、二氧化碳及化学药剂等的温度范围可达120℃-350℃的热流体。

正如本文中使用的，术语“管柱”指的是注入多元热流体时用的普通高真空隔热油管管柱，其由P110钢制成。

本发明所述的在多元热流体热采工艺中防止管柱腐蚀的方法包括在所述多元热流体热采工艺中，当待注入的所述多元热流体的温度高于200℃时，按所述多元热流体中的水与缓蚀剂的总重量计，将所述多元热流体与所述缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液，将10wt％的缓蚀剂溶液注入所述管柱，使管柱充满所述10wt％的缓蚀剂溶液后焖井6-12小时；接着按所述多元热流体中的水与所述缓蚀剂的总重量计，另外将所述多元热流体与缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液，然后将400-800ppm的缓蚀剂溶液注入管柱。

根据美国腐蚀工程师协会标准NACE0775-2005，管材的腐蚀速率低于0.126mm/a，即满足多元热流体防腐要求。

本发明所用缓蚀剂为本领域常用的咪唑啉类缓蚀剂，如季铵盐改性咪唑啉、酰胺基咪唑啉、硫脲基咪唑啉等。

在本发明的一个实施方案中，所述多元热流体与缓蚀剂混合成10wt％的缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过先将缓蚀剂原液加注到药剂罐中，启动多元热流体发生器，多元热流体温度设定120℃，再用常规药剂泵将缓蚀剂原液注入到多元热流体注入管线中，缓蚀剂注入速度与多元热流体注入速度之比为1∶9，缓蚀剂与多元热流体在注热管线内混合，即形成缓蚀剂溶液浓度为10％。

在本发明的一个实施方案中，使管柱充满所述缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过注入隔热油管与井下管柱的总容积的1.5倍容积的缓蚀剂溶液。

在本发明的一个实施方案中，将所述多元热流体与缓蚀剂混合成400-800ppm的缓蚀剂溶液的步骤可以采用本领域常规的方法来实现，如可以通过在药剂罐中将缓蚀剂原液配制成10％的水溶液，用普通药剂泵将缓蚀剂水溶液注入到多元热流体注入管线中，缓蚀剂注入速度与多元热流体注入速度之比为1∶2500-1∶1250，缓蚀剂与多元热流体在注热管线内混合，即形成缓蚀剂溶液浓度为400-800ppm。

本发明可以有效抑制注入井下的多元流体中的CO₂和剩余O₂在湿蒸汽或热水环境下会对钢铁材质腐蚀破坏，填补了多元热流体热采工艺中管柱腐蚀防护的空白，有力地促进了多元热流体热采工艺的推广。

相对于现有的电化学防护、涂层防护和使用不锈钢材料这几种腐蚀防护方法，本发明不仅可以有效地抑制注热管柱的腐蚀，而且还可以减缓井下其他工具的腐蚀，是一种系统防腐方法。

附图简述