1、二氧化碳采油配套技术二氧化碳采油配套技术研究进展、需求分析与下步工作意见研究进展、需求分析与下步工作意见油田作业区油田作业区20132013年年1212月月 概概 述述 2010 2010年二氧化碳吞吐控水增油技术在年二氧化碳吞吐控水增油技术在X X油田试验成功，并油田试验成功，并逐步得到推广，成为主要的增油措施之一。四年来，经过持逐步得到推广，成为主要的增油措施之一。四年来，经过持续的研究与试验，明确了增油机理和选井方法，形成了方案续的研究与试验，明确了增油机理和选井方法，形成了方案设计、注入工艺、举升工艺、防腐治理等配套技术，并不断设计、注入工艺、举升工艺、防腐治理等配套技术，并不断完善，
2、为二氧化碳吞吐采油技术的规模应用提供了理论保障。完善，为二氧化碳吞吐采油技术的规模应用提供了理论保障。下面我简要汇报四年来的研究成果，不足之处请领导和专家下面我简要汇报四年来的研究成果，不足之处请领导和专家批评指正。批评指正。一、二氧化碳采油技术应用现状一、二氧化碳采油技术应用现状二、二氧化碳吞吐配套技术研究成果二、二氧化碳吞吐配套技术研究成果三、二氧化碳吞吐技术下步工作意见三、二氧化碳吞吐技术下步工作意见汇汇 报报 提提 纲纲油田油田2010-20132010-2013年年COCO2 2吞吐效果统计表吞吐效果统计表年度年度实施实施井次井次有效有效井次井次有效率有效率(%)(%)年度年度增油增
3、油( (吨吨) )累计累计增油增油（吨）（吨）阶段阶段降水量降水量( (方方) )平均单井阶段平均单井阶段有效期有效期( (天天) )换油率换油率( (吨吨/ /吨吨) )投入产出比投入产出比总计总计26626624324391.491.462351623511021041021048085578085571761761.21.22.92.9201020101111101090.990.9240024005005500567285672851391391.51.52.52.52011201163635 57 790.590.51658816588323533235340086640086620
4、72071.71.73.63.62012201272 72 6 66 691.791.71 15296529636679366792207002207002532531.61.63.83.82013201312012011011091.791.7280672806728067280671197061197061061060.80.82.22.2 截止目前，实施截止目前，实施COCO2 2吞吐吞吐266266井次，有效井次，有效243243井次，有效率井次，有效率91.491.4% %，累计，累计增油增油10.210.2万吨，累计降水万吨，累计降水8181万方，平均单井阶段有效期万方，平均单井阶
5、段有效期176176天，换油率天，换油率1.21.2吨吨/ /吨，考虑吨油操作成本计算投入产出比吨，考虑吨油操作成本计算投入产出比1:1:2.92.9。CO2吞吐应用效果吞吐应用效果一、二氧化碳采油技术应用现状一、二氧化碳采油技术应用现状二、二氧化碳吞吐配套技术研究成果二、二氧化碳吞吐配套技术研究成果三、二氧化碳吞吐技术下步工作意见三、二氧化碳吞吐技术下步工作意见汇汇 报报 提提 纲纲 室内实验表明：当室内实验表明：当COCO2 2注入比例达到注入比例达到35%35%时，溶解气油比由注入前时，溶解气油比由注入前的的33.8m33.8m3 3/m/m3 3提高到提高到105m105m3 3/m/
6、m3 3, , 可使原油体积膨胀可使原油体积膨胀11%11%。COCO2 2注入比例与原油物性变化的关系注入比例与原油物性变化的关系（1 1）COCO2 2对原油的溶胀效应对原油的溶胀效应（一）油藏工程研究成果（一）油藏工程研究成果1 1、明确了、明确了COCO2 2吞吐增油的主要机理吞吐增油的主要机理00 . 20 . 40 . 60 . 8100 . 20 . 40 . 60 . 81S wKroK r wK r o00 . 20 . 40 . 60 . 8100 . 20 . 40 . 60 . 81S wKroK r wK r o 吞吐前后相渗关系对比吞吐前后相渗关系对比Sor下降CO
7、CO2 2对原油的溶胀效应体现在：对原油的溶胀效应体现在：u 提高了近井地带的含油饱和度提高了近井地带的含油饱和度，增加了油相的分相流量。，增加了油相的分相流量。u 溶解溶解COCO2 2的油滴会将水挤出孔隙空间，创造了有利的油流动环境。的油滴会将水挤出孔隙空间，创造了有利的油流动环境。u 油层中的残余油与膨胀系数成反比，有效油层中的残余油与膨胀系数成反比，有效降低了残余油饱和度降低了残余油饱和度。 吞吐前后含油饱和度剖面对比图吞吐前后含油饱和度剖面对比图So显著上升“排水压锥”吞吐前吞吐前数值模拟研究吞吐后吞吐后（一）油藏工程研究成果（一）油藏工程研究成果（2 2）吐阶段形成泡沫贾敏效应及降
8、低水相渗透率吐阶段形成泡沫贾敏效应及降低水相渗透率 CO CO2 2进入地层后会有一部分溶解于水中，在吐阶段压进入地层后会有一部分溶解于水中，在吐阶段压力下降时，力下降时，COCO2 2从水中溢出形成泡沫水流，泡沫水流由于从水中溢出形成泡沫水流，泡沫水流由于贾敏效应会起暂堵作用贾敏效应会起暂堵作用。另外，在油水两相渗流过程中，。另外，在油水两相渗流过程中，极少气相的存在就能使水相渗透率大幅减小极少气相的存在就能使水相渗透率大幅减小，从而起到良，从而起到良好的控水作用。好的控水作用。（一）油藏工程研究成果（一）油藏工程研究成果选井参数选井参数好好较好较好中等中等较差较差差差地层压力地层压力202
9、015-2015-2010-1510-158-108-1080.950.950.9-0.950.9-0.950.85-0.90.85-0.90.8-0.850.8-0.850.8130130目的层厚度目的层厚度/m/m202012-2012-205-125-123-53-53505045-5045-5040-4540-4535-4035-403535粘度粘度/ /mPsmPs10050005000密度密度/g/cm3/g/cm30.80.990.99孔隙度孔隙度/%/%30-3530-3525-3025-3015-2515-2510-1510-151010非均质性非均质性0.50.70.7 通
10、过参数敏感性分析，确定了复杂断块边底水油藏二氧化碳吞吐候选通过参数敏感性分析，确定了复杂断块边底水油藏二氧化碳吞吐候选油井的评价指标及等级划分。油井的评价指标及等级划分。选井参数及评价范围量化选井参数及评价范围量化2 2、研究了、研究了COCO2 2吞吐选井选层标准吞吐选井选层标准（一）油藏工程研究成果（一）油藏工程研究成果 运用运用层次分析法层次分析法把复杂问题中的各个因素通过划分为相互联系的有序层把复杂问题中的各个因素通过划分为相互联系的有序层次，并把数据、专家意见和分析者的主客观判断直接而有效地结合起来，利次，并把数据、专家意见和分析者的主客观判断直接而有效地结合起来，利用数学方法确定表
11、达每一层次全部要素的相对重要性权值。用数学方法确定表达每一层次全部要素的相对重要性权值。油藏压力油藏压力/MPa/MPa压力压力系数系数油藏温度油藏温度/目的层厚度目的层厚度/m/m含油饱和度含油饱和度/%/%粘度粘度/mPas/mPas密度密度/g.cm/g.cm-3-3孔隙度孔隙度/%/%储层储层非均质性非均质性0.120.120.120.120.120.120.120.120.140.140.080.080.060.060.120.120.120.12选井参数权重比例选井参数权重比例（一）油藏工程研究成果（一）油藏工程研究成果 孔隙度孔隙度VP经验系数经验系数(0.2-0.4)H 生产段
12、长度，生产段长度，m m二氧化碳气体在目的油层的作用范围看作椭圆柱体二氧化碳气体在目的油层的作用范围看作椭圆柱体模型1VVPabH 处理半径，处理半径，m m, a b 式中式中：1V 地层条件下的地层条件下的CO2 气体体积气体体积（1 1）注入量设计）注入量设计A A 水平井设计模型水平井设计模型1、方案设计优化、方案设计优化（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果214/ 3VVPabB B 定向井设计模型定向井设计模型二氧化碳气体在地下的扩散范围看作椭球体来计算二氧化碳气体在地下的扩散范围看作椭球体来计算式中：式中：V1地层条件下的地层条件下的CO2气体体积，气体体积，m3
13、孔隙度孔隙度 Pv经验系数经验系数 a，b以水平井轨迹为中心的椭圆体长短以水平井轨迹为中心的椭圆体长短 轴处理半径，轴处理半径，m H油层厚度，油层厚度，m（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 模型中：模型中： 单井注入量根据油藏渗透率、模拟油藏范围、处理半径、油层孔隙度、单井注入量根据油藏渗透率、模拟油藏范围、处理半径、油层孔隙度、经验系数等参数决定。经验系数等参数决定。 作用半径的确定：作用半径的确定： a a短轴，取油藏厚度的一半短轴，取油藏厚度的一半 b b长轴，二氧化碳横向作用半径，根据油藏渗透率、剩余油饱和度确长轴，二氧化碳横向作用半径，根据油藏渗透率、剩余油饱和度
14、确定作用半径：定作用半径： 高渗透油藏：高渗透油藏：8-108-10米；中等渗透油藏：米；中等渗透油藏：5-85-8米；低渗油藏：米；低渗油藏：3-53-5米米 注入体积经验系数的确定：注入体积经验系数的确定： 根据地层压力和亏空程度综合判断，一般采用根据地层压力和亏空程度综合判断，一般采用0.2-0.40.2-0.4。（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 分析国内外分析国内外COCO2 2吞吐经验，在低于破裂压力的前提下，吞吐经验，在低于破裂压力的前提下，较快的注入速度可取得更好的吞吐效果；但较快的注入速度可取得更好的吞吐效果；但过快的注入速过快的注入速度度可能导致井口刺漏及
15、邻井气窜，一般取可能导致井口刺漏及邻井气窜，一般取3-8t/h3-8t/h。 根据数值模拟结果，提高根据数值模拟结果，提高注入速度注入速度可以提高可以提高COCO2 2在油层在油层中的运移中的运移速度，扩大波及体积速度，扩大波及体积。 现场实施过程中，参考设备能力，设计现场实施过程中，参考设备能力，设计COCO2 2注入排量为注入排量为3-5t/h3-5t/h。（2 2）注入速度的确定）注入速度的确定（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 焖井的主要作用为使注入的焖井的主要作用为使注入的COCO2 2相态趋于稳定，不断相态趋于稳定，不断溶解溶解、溶胀、溶胀和萃取。若焖井时间过短，
16、和萃取。若焖井时间过短，COCO2 2没能与地层没能与地层原原油油充分反应，造成充分反应，造成COCO2 2浪费浪费；但焖井时间过长，会消耗但焖井时间过长，会消耗COCO2 2的膨胀能，且的膨胀能，且COCO2 2还会从原油中分离出来，降低利用率还会从原油中分离出来，降低利用率。 数值模拟表明焖井时间大于数值模拟表明焖井时间大于3030天以后对增产效果影响天以后对增产效果影响不明显，现场焖井时间一般为不明显，现场焖井时间一般为151530d30d。（3 3）焖井时间确定）焖井时间确定（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果二氧化碳吞吐施工流程图二氧化碳吞吐施工流程图2 2、地面注入
17、工艺优化结果、地面注入工艺优化结果二氧化碳罐车二氧化碳罐车撬装式注入泵撬装式注入泵井口井口（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果额定压力：额定压力：31.5MPa注入排量：注入排量：5m3/h最低耐温：最低耐温：-25350采油树采油树额定压力：额定压力：35MPa温度级别：温度级别：-29 121材料级别：材料级别：DD容积：容积：25m3最高耐压：最高耐压：2.2MPa运输运输CO2（1.82.0MPa）最低耐温：最低耐温：-100运输运输CO2（-17）3 3、注入管柱工艺优化、注入管柱工艺优化 2010-20122010-2012年实施年实施140140口，油管破口，油管
18、破裂裂2626井次，比例井次，比例18.6%18.6%。根据油管破根据油管破裂位置统计裂位置统计，油管破裂集中在，油管破裂集中在5 50000米以上位置且越米以上位置且越接近井口破接近井口破裂比例越裂比例越高。高。（1 1）问题的提出）问题的提出2020（井次（井次）0-1500-150米米 150-300150-300米米 300-500300-500米米 4 4 8 81212161618/18/71.4%71.4%4/14.3%4/14.3%0 04/14.3%4/14.3%不同深度油管破裂井数及比例不同深度油管破裂井数及比例（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果二氧化碳吞
19、吐开井后不产液，检泵发现第二氧化碳吞吐开井后不产液，检泵发现第7 7根油管破裂。根油管破裂。（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果井筒温度测试结果分析井筒温度测试结果分析480mGP3井下各井下各处温度处温度变化变化曲线曲线（2 2）原因分析）原因分析 GP3GP3吞吐过程中在井下吞吐过程中在井下300m300m、500m500m、900m900m、1000m1000m、1700m1700m、2000m2000m处放置处放置6 6个温度计，根据个温度计，根据实测最低温度绘制一条温度曲实测最低温度绘制一条温度曲线。根据曲线看出，冰点在线。根据曲线看出，冰点在480m480m附近。附
20、近。（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果光油管正注光油管正注优点：优点： 油管注入，保护套管，防止冻裂、油管注入，保护套管，防止冻裂、卡泵等情况发生。卡泵等情况发生。不足：不足： 单独下泵对吞吐效果造成影响，单独下泵对吞吐效果造成影响，作业费用增加。作业费用增加。作业下入光油管，注入作业下入光油管，注入COCO2 2，焖井放喷后，下泵生产。，焖井放喷后，下泵生产。（3 3）注入管柱优化）注入管柱优化CO2（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果地层地层杆式泵正注杆式泵正注 吞吐前上提抽油杆将杆式泵脱离支撑密封接头，通过杆式泵与油吞吐前上提抽油杆将杆式泵脱离支撑密封接
21、头，通过杆式泵与油管内环形空间正注管内环形空间正注COCO2 2，焖井放喷结束后，下放抽油杆使杆式泵与支撑，焖井放喷结束后，下放抽油杆使杆式泵与支撑密封接头对接生产。密封接头对接生产。CO2上提抽油杆进行上提抽油杆进行COCO2 2正注正注优点：优点： 油管注入，保护套管，缩油管注入，保护套管，缩短施工周期，降低作业成本。短施工周期，降低作业成本。 目前共应用杆式泵目前共应用杆式泵4747井井次，未出现油管冻裂现象。次，未出现油管冻裂现象。支撑密封接头支撑密封接头（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果地层地层反替防冻液套管注入反替防冻液套管注入优点：优点： 套管反替防冻液，可以套
22、管反替防冻液，可以实现不动管柱套管注入实现不动管柱套管注入COCO2 2，缩短了施工周期，减少了因缩短了施工周期，减少了因作业对吞吐效果的影响。作业对吞吐效果的影响。不足：不足： 漏失量大油井防冻液不漏失量大油井防冻液不易反替进入油管。易反替进入油管。 防冻液平均单井增加费防冻液平均单井增加费用用2 2万元。万元。防冻液防冻液CO2目前共实施反替防冻液目前共实施反替防冻液2020井次，其中已开井井次，其中已开井1717口，有效口，有效1616口，有效率口，有效率94.194.1% %。不动管柱反替防冻液，套管注入不动管柱反替防冻液，套管注入COCO2 2吞吐吞吐（二）配套注入工艺研究成果（二）
23、配套注入工艺研究成果地层地层地层地层 实验目的：实验目的：了解了解COCO2 2对橡胶的影响，评价螺杆泵举升方式的适应性对橡胶的影响，评价螺杆泵举升方式的适应性 实验过程：实验过程：截取螺杆泵定子橡胶加工成短节，加装在截取螺杆泵定子橡胶加工成短节，加装在COCO2 2注入管线上注入管线上胶皮发生明显的膨胀变形胶皮发生明显的膨胀变形（1 1） COCO2 2对螺杆泵定子胶皮的影响试验对螺杆泵定子胶皮的影响试验4、举升工艺优化、举升工艺优化（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果COCO2 2能够渗入胶皮内部，使胶皮膨胀变形。能够渗入胶皮内部，使胶皮膨胀变形。损坏的螺杆泵定子胶皮损坏的
24、螺杆泵定子胶皮（胶皮变脆、碎裂）（胶皮变脆、碎裂）（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果溶胀后橡胶电镜扫描对比图溶胀后橡胶电镜扫描对比图橡胶溶胀机理橡胶溶胀机理 橡胶在超临界二氧橡胶在超临界二氧化碳中于化碳中于9090、11Mpa11Mpa的条件下溶胀的条件下溶胀20min20min、40min40min、120min120min后电镜后电镜扫描对比图。可以看出扫描对比图。可以看出二氧化碳侵入后留下圆二氧化碳侵入后留下圆形空腔。形空腔。（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 实验目的：实验目的：了解了解COCO2 2对电泵电缆及电缆卡子胶皮的影响，评价电泵举对电泵电
25、缆及电缆卡子胶皮的影响，评价电泵举升方式的适应性。升方式的适应性。 实验过程：实验过程：在注入管柱中优选在注入管柱中优选4 4个位置放置电缆和电泵卡子胶皮，待个位置放置电缆和电泵卡子胶皮，待吞吐井焖井结束后起出并对比分析。吞吐井焖井结束后起出并对比分析。实验用电泵电缆及卡子胶实验用电泵电缆及卡子胶皮皮 取出后的电缆测试无绝缘；取出后的电缆测试无绝缘； 电缆铜芯绝缘胶皮发生溶胀。电缆铜芯绝缘胶皮发生溶胀。（2 2）COCO2 2对电泵电缆耐温耐腐蚀试验对电泵电缆耐温耐腐蚀试验（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 一是：一是：COCO2 2对螺杆泵定子胶皮有溶胀作用；对螺杆泵定子胶
26、皮有溶胀作用； 二是：低温二是：低温COCO2 2影响电泵电缆，并对电缆胶皮有溶胀作用。影响电泵电缆，并对电缆胶皮有溶胀作用。 根据试验结果，优化采用抽油泵举升方式。根据试验结果，优化采用抽油泵举升方式。通过系列试验，取得如下认识：通过系列试验，取得如下认识：（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果杆式泵示意图杆式泵示意图技术参数技术参数： 38mm/44mm38mm/44mm，级级间隙，双密封方式，泵间隙，双密封方式，泵体承压体承压28MPa28MPa，有效冲，有效冲程程7m7m。适用范围适用范围：日产液日产液5-205-20方、泵深小方、泵深小于于1800m1800m、井斜小于
27、、井斜小于2020浅层油井。浅层油井。技术参数技术参数：38mm/44mm38mm/44mm，阀总，阀总成为碳化钨（防腐型），成为碳化钨（防腐型），级间隙，双固定球座，级间隙，双固定球座，泵体承压泵体承压28MPa28MPa，有效，有效冲程冲程6m6m。适用范围适用范围：日产液日产液5-205-20方、泵深小方、泵深小于于2300m2300m、井斜小于、井斜小于2525深层油井。深层油井。管式泵示意图管式泵示意图（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果杆式泵杆式泵管式泵管式泵（1 1）强堵体系）强堵体系 封堵高渗通道，扩大封堵高渗通道，扩大COCO2 2波及体积，改善吞吐效果。波及
28、体积，改善吞吐效果。适用范围：适用范围： 经过多轮吞吐，存在水窜通道水平井；经过多轮吞吐，存在水窜通道水平井； 轨迹靠近油水边界，投产初期含水高的水平井；轨迹靠近油水边界，投产初期含水高的水平井； 累计产液量高，存在强水洗通道的水平井。累计产液量高，存在强水洗通道的水平井。5 5、复合吞吐技术、复合吞吐技术（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果 通过堵剂暂时封堵高渗通道，使注入二氧化碳能够进通过堵剂暂时封堵高渗通道，使注入二氧化碳能够进入低孔、低渗地带溶解驱替其中剩余油。入低孔、低渗地带溶解驱替其中剩余油。适用范围：适用范围： 多层合采油井；多层合采油井； 水平井多井段，产液不均
29、匀；水平井多井段，产液不均匀； 含水上升快，但累计产液量不高油井。含水上升快，但累计产液量不高油井。 （2）暂堵体系）暂堵体系微泡：微泡：自自20112011年应用以来，累计实施年应用以来，累计实施4141井次，平均单井增油井次，平均单井增油363t363t，有，有效期效期126d126d。（二）配套注入工艺研究成果（二）配套注入工艺研究成果（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果1 1、腐蚀机理研究进、腐蚀机理研究进展展 COCO2 2腐蚀是由于腐蚀是由于COCO2 2溶于水生成碳酸而引起电化学反应导致管材发生腐蚀。溶于水生成碳酸而引起电化学反应导致管材发生腐蚀。
30、总反应式：总反应式：Fe+HFe+H2 2COCO3 3FeCOFeCO3 3+H+H2 2 腐蚀的发生分为三类：腐蚀的发生分为三类： 第一类第一类全面腐蚀全面腐蚀：钢表现出现：钢表现出现无附着力的无附着力的FeCOFeCO3 3膜膜，此时表现为均匀腐蚀此时表现为均匀腐蚀； 第二类第二类局部腐蚀局部腐蚀：钢表面生成局部多孔而又厚的：钢表面生成局部多孔而又厚的FeCOFeCO3 3膜，在腐蚀过程中成为膜，在腐蚀过程中成为阳极区阳极区, , 引发严重的局部腐蚀；引发严重的局部腐蚀； 第三类第三类腐蚀抑制腐蚀抑制：腐蚀产物可较好的沉积在钢的表面，从而相对抑制腐蚀。：腐蚀产物可较好的沉积在钢的表面，从
31、而相对抑制腐蚀。 油田腐蚀主要为局部腐蚀，由于阳极面积小，腐蚀速度较快。油田腐蚀主要为局部腐蚀，由于阳极面积小，腐蚀速度较快。 参考参考20062006年年石油与天然石油与天然气化工气化工杂志杂志N80N80钢在高温高钢在高温高压下的抗压下的抗COCO2 2腐蚀性能腐蚀性能一文研一文研究结果，同温度下，究结果，同温度下，在液相中在液相中比气相腐蚀率大。比气相腐蚀率大。（1 1）腐蚀率与）腐蚀率与COCO2 2相态关系相态关系 2 2、腐蚀的影响因素、腐蚀的影响因素影响影响COCO2 2腐蚀的因素主要是腐蚀的因素主要是COCO2 2相态、相态、C0C02 2分压分压、温度、流速温度、流速等等。（
32、三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果（2 2）腐蚀率与）腐蚀率与COCO2 2分压关系分压关系 参考参考20052005年第年第3232卷第卷第5 5期期的北京化工大学学报的北京化工大学学报碳钢在碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究的研究一文，二氧化碳分压一文，二氧化碳分压对腐蚀速度影响较大，对腐蚀速度影响较大，随着分随着分压的增加，二氧化碳的腐蚀速压的增加，二氧化碳的腐蚀速度随之增大。度随之增大。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 2 2、腐蚀的影响因素、腐蚀的影响因素（3 3）腐蚀率与温度关系）腐蚀率与
33、温度关系 参考参考20052005年第年第3232卷第卷第5 5期的期的北京化工大学学报北京化工大学学报碳钢在二碳钢在二氧化碳溶液中腐蚀影响因素的氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究研究一文，一文，腐蚀率随温度的腐蚀率随温度的升高而升高，在升高而升高，在7070时腐蚀率时腐蚀率达到最高，之后逐步下降。达到最高，之后逐步下降。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 2 2、腐蚀的影响因素、腐蚀的影响因素（4 4）腐蚀率与流速的关系）腐蚀率与流速的关系 参考参考20052005年第年第3232卷第卷第5 5期的期的北京化工大学学报北京化工大学学报碳钢在二碳钢在二氧化碳溶液中腐
34、蚀影响因素的氧化碳溶液中腐蚀影响因素的研究研究一文，一文，腐蚀率随流速的腐蚀率随流速的增加而增大。增加而增大。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 2 2、腐蚀的影响因素、腐蚀的影响因素腐蚀环深度腐蚀环深度m m监测监测位置位置温度温度压力压力MPaMPa流速流速m/sm/s腐蚀率腐蚀率 mm/amm/a455455内环内环38.8538.855.35.30.340.340.01430.0143外环外环33.533.54.24.20 00.01040.010414171417内环内环58.6758.6713.8413.840.340.340.57560.5756外
35、环外环52.7252.7211.0611.060 00.09590.0959监测结果表明：监测结果表明：（1 1）14171417米处腐蚀环腐蚀率高于米处腐蚀环腐蚀率高于455455米处腐蚀环，说明温度越高，腐蚀越快；米处腐蚀环，说明温度越高，腐蚀越快；（2 2）相同深度，内环腐蚀率高于外环腐蚀率。说明流速越大，腐蚀越快。）相同深度，内环腐蚀率高于外环腐蚀率。说明流速越大，腐蚀越快。 腐蚀环检测结果表腐蚀环检测结果表（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 统计统计58口吞吐井和二氧化碳驱对应油井检泵或口吞吐井和二氧化碳驱对应油井检泵或作业时，杆、管、泵腐蚀情况描述结
36、果：有腐蚀现作业时，杆、管、泵腐蚀情况描述结果：有腐蚀现象的象的29口井，比例占口井，比例占50%，其中腐蚀严重的有，其中腐蚀严重的有12口口井，占井，占21%。 杆管泵现场腐蚀解剖分析杆管泵现场腐蚀解剖分析（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果KXKX油管外壁轻微腐蚀油管外壁轻微腐蚀HHHH油管外壁腐蚀严重油管外壁腐蚀严重均套管长期防喷生产，产出的气体主要是二氧化碳，分析认为均套管长期防喷生产，产出的气体主要是二氧化碳，分析认为二氧化二氧化碳分压越高，腐蚀越严重。碳分压越高，腐蚀越严重。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 未做防腐处
37、理的普通防砂泵均有腐蚀现象，而防腐泵则腐蚀情况较未做防腐处理的普通防砂泵均有腐蚀现象，而防腐泵则腐蚀情况较少较轻，对油井的生产无影响。少较轻，对油井的生产无影响。抽油杆腐蚀情况描述抽油杆腐蚀情况描述 在油管正常生产井中，抽油杆及接箍全井段均有腐蚀现象，在油管正常生产井中，抽油杆及接箍全井段均有腐蚀现象，越接近越接近泵口处腐蚀现象越严重泵口处腐蚀现象越严重。除了深度的影响外，在井斜变化较大部位由于。除了深度的影响外，在井斜变化较大部位由于偏磨的影响，接箍的腐蚀现象更为严重。偏磨的影响，接箍的腐蚀现象更为严重。抽油泵腐蚀情况描述抽油泵腐蚀情况描述（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防
38、治技术研究成果4 4、腐蚀防治技术、腐蚀防治技术（1 1）井筒腐蚀防治技术）井筒腐蚀防治技术 保护原理保护原理原电池原理，牺牲铝等活性金属阳极，保护井下管柱原电池原理，牺牲铝等活性金属阳极，保护井下管柱阳极过程：阳极过程： Fe - 2eFe - 2e- - Fe Fe2+2+ (Zn - 2e (Zn - 2e- - Zn Zn2+2+) ) (Al - 3e (Al - 3e- - Al Al3+3+) )阴极过程：阴极过程： COCO2 2+H+H2 2O O H H2 2COCO3 3 二次反应生成物：二次反应生成物：2Al2Al3+3+ 3CO+ 3CO3 32-2- - Al Al
39、2 2(CO(CO3 3) )3 3目前我们应用的有保护杆管泵的防腐阻垢管和抽油杆防腐器。目前我们应用的有保护杆管泵的防腐阻垢管和抽油杆防腐器。阴极保护技术及应用效果阴极保护技术及应用效果（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果样品样品反应反应物物PHPH值值反应物质量反应物质量钢片腐蚀钢片腐蚀速率速率g/(mg/(m2 2.h).h)现象描述现象描述反应反应前前反应反应后后反应前反应前反应后反应后样品样品1 1钢片钢片1 11 110.605510.605510.605910.60590 0产生汽包，溶液产生汽包，溶液呈黑色浑浊，无呈黑色浑浊，无明显沉淀产生；明显沉
40、淀产生；钢片表面附着黑钢片表面附着黑色物质，铝片消色物质，铝片消耗量较多耗量较多铝片铝片1 11 18.89658.89651.95981.9598样品样品2 2钢片钢片1 11 110.373910.373910.359710.35972.612.61无明显现象无明显现象防腐阻垢管保护性能实验数据防腐阻垢管保护性能实验数据 实验结果显示钢片在有防腐阻垢管的情况下，酸液对其无腐蚀作用，实验结果显示钢片在有防腐阻垢管的情况下，酸液对其无腐蚀作用，说明说明防腐阻垢管可以起到保护作用防腐阻垢管可以起到保护作用。 截取截取3 31.5cm1.5cm防腐阻垢管材质（铝）和相同尺寸钢片为一组，单独相同防腐
41、阻垢管材质（铝）和相同尺寸钢片为一组，单独相同尺寸钢片为一组分别与同一酸样反应，评价防腐阻垢管防腐效果。尺寸钢片为一组分别与同一酸样反应，评价防腐阻垢管防腐效果。 防腐工具的室内评价防腐工具的室内评价（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果 先期在先期在LB1-27LB1-27开展试开展试验，验，20122012年年4 4月月2222日下入抽日下入抽油杆防腐器，位置：油杆防腐器，位置：17901790米、米、17401740米、米、16901690米、米、15401540米、米、13901390米、米、12301230米、米、10801080米、米、880880米，防
42、腐阻垢米，防腐阻垢管安装在泵下。管安装在泵下。 现场应用效果现场应用效果 （三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果抽油杆上形成一层防腐器反应物抽油杆上形成一层防腐器反应物 一年后检泵，从现场情况观察，防腐阻垢管和抽油杆防一年后检泵，从现场情况观察，防腐阻垢管和抽油杆防腐器防腐材质消耗充分，抽抽油杆防腐器上部腐器防腐材质消耗充分，抽抽油杆防腐器上部5050米范围内抽米范围内抽油杆得到有效防护。油杆得到有效防护。 目前已经在二氧化碳驱及吞吐井下入目前已经在二氧化碳驱及吞吐井下入2525井次井次。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果防腐阻垢管防
43、腐阻垢管 与瑞丰公司合作，开展了缓蚀剂筛选评价及加药浓度室内实验，与瑞丰公司合作，开展了缓蚀剂筛选评价及加药浓度室内实验，评价出的缓蚀剂缓蚀率可高达评价出的缓蚀剂缓蚀率可高达80%80%以上，加药浓度以上，加药浓度200-400ppm200-400ppm。缓蚀剂防腐技术及应用效果缓蚀剂防腐技术及应用效果 室内评价室内评价抗抗COCO2 2缓蚀剂在不同加药浓度条件下的缓蚀效果缓蚀剂在不同加药浓度条件下的缓蚀效果最佳加药浓度：200ppm（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果建立腐蚀监测网络，全面监测腐蚀状况建立腐蚀监测网络，全面监测腐蚀状况 20132013年，陆上作
44、业区按照年，陆上作业区按照油田二氧化碳采油技术监测方案油田二氧化碳采油技术监测方案，建立，建立二氧化碳腐蚀监测系统。二氧化碳腐蚀监测系统。（1 1）监测选井监测选井 根据油藏特征、井筒状况、生产特点选取有代表性的油井进行监测区根据油藏特征、井筒状况、生产特点选取有代表性的油井进行监测区块分别选取块分别选取2-52-5口井。口井。（2 2）监测节点监测节点 井筒、井口产出、地面集输系统。井筒、井口产出、地面集输系统。（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果（3 3）监测内容监测内容（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果现场生产资料录取现场生产
45、资料录取1 1、施工前生产资料录取、施工前生产资料录取主要有油套压、液、油、气、含水、液面。为二氧化碳注入效果对比及注入参数的主要有油套压、液、油、气、含水、液面。为二氧化碳注入效果对比及注入参数的制定提供依据。制定提供依据。2 2、注入施工中资料录取、注入施工中资料录取主要有注入压力、日注量等参数，每主要有注入压力、日注量等参数，每0.50.5小时一次。其次做好邻井的油套压、产气小时一次。其次做好邻井的油套压、产气量以及产出二氧化碳浓度监测，要求自施工时起至焖井结束期间，加密录取。量以及产出二氧化碳浓度监测，要求自施工时起至焖井结束期间，加密录取。3 3、放喷过程资料录取、放喷过程资料录取主
46、要有注入井的工作制度、油套压、日产气量、气体组份等。为分析放喷期气量递主要有注入井的工作制度、油套压、日产气量、气体组份等。为分析放喷期气量递减规律、井口压力下降规律、气体组分变化规律提供依据。减规律、井口压力下降规律、气体组分变化规律提供依据。4 4、开井后生产资料录取、开井后生产资料录取主要有工作制度、日产液、日产油、日产气、含水、液面等资料。日产气量要求每主要有工作制度、日产液、日产油、日产气、含水、液面等资料。日产气量要求每天录取，稳定后正常取样；动液面开井后天录取，稳定后正常取样；动液面开井后3 3天内测液面，之后每周要求录取一次液面数天内测液面，之后每周要求录取一次液面数据；含水化
47、验在见油后每天取据；含水化验在见油后每天取2 2个样，含水稳定后正常取样。为气量产出规律、措施效个样，含水稳定后正常取样。为气量产出规律、措施效果跟踪提供依据。果跟踪提供依据。（3 3）监测内容）监测内容（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果油气水化验分析油气水化验分析 根据不同油藏类型，选取根据不同油藏类型，选取10%-25%10%-25%的典型注入井，开展油气水化验分析。的典型注入井，开展油气水化验分析。1 1、原油分析、原油分析主要有原油组份、粘度、密度、碳素等分析。注入前正常生产情况下录取一次、主要有原油组份、粘度、密度、碳素等分析。注入前正常生产情况下录取
48、一次、开井排出入井液后，在生产稳定情况下录取一次，进行对比分析。主要目的为分析二开井排出入井液后，在生产稳定情况下录取一次，进行对比分析。主要目的为分析二氧化碳与地层原油作用机理提供依据。氧化碳与地层原油作用机理提供依据。2 2、气体分析、气体分析主要有注入气质量即注入气体组份化验，要求对不同气源进行抽检；此外，吞吐主要有注入气质量即注入气体组份化验，要求对不同气源进行抽检；此外，吞吐井进行前后气体组份化验，吞吐前数据点不少于井进行前后气体组份化验，吞吐前数据点不少于2 2个，生产后按照前密后稀的密度取个，生产后按照前密后稀的密度取样，组份接近正常值停止监测。为摸索二氧化碳产气规律以及对地面集
49、输系统的影响样，组份接近正常值停止监测。为摸索二氧化碳产气规律以及对地面集输系统的影响提供依据。提供依据。3 3、水性分析、水性分析主要是吞吐井进行前后水性化验，吞吐前数据点不少于主要是吞吐井进行前后水性化验，吞吐前数据点不少于2 2个，生产后按照前密后个，生产后按照前密后稀的密度取样，总矿化度接近正常值停止监测。为摸索二氧化碳与地层岩石的作用机稀的密度取样，总矿化度接近正常值停止监测。为摸索二氧化碳与地层岩石的作用机理以及对地面集输系统的影响提供依据。理以及对地面集输系统的影响提供依据。（3 3）监测内容）监测内容（三）（三）COCO2 2腐蚀防治技术研究成果腐蚀防治技术研究成果试井监测试井
50、监测1 1、流温、流梯、流温、流梯根据不同油藏不同区块特点，选取根据不同油藏不同区块特点，选取5%-15%5%-15%的油井进行流温、流梯测试，为注的油井进行流温、流梯测试，为注入参数的优选提供依据。入参数的优选提供依据。2 2、静温、静梯、静温、静梯根据不同油藏不同区块特点，选取根据不同油藏不同区块特点，选取5%-15%5%-15%的油井进行静温、静梯测试，为二的油井进行静温、静梯测试，为二氧化碳在地层中的相态分布提供依据。氧化碳在地层中的相态分布提供依据。工程测井工程测井 根据不同油藏不同区块特点，选取根据不同油藏不同区块特点，选取1%-5%1%-5%的油井进行工程测井。主要包括固井的油井
