抗高温缓蚀剂HSJ-M在油气井环空保护液中的应用研究.pdf
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1、化学与生物工程 ,V o l N o w w w h x y s w g c c o m C h e m i s t r y&B i o e n g i n e e r i n g 基金项目:中海石油(中国)有限公司七年行动计划重大科技专项(C N O O C K J Z D XMS H)收稿日期:作者简介:蔡斌(),男,浙江诸暨人,高级工程师,主要从事海上钻完井、测试相关的科研和现场作业,E m a i l:c a i b i n c n o o c c o m c n.D O I:/j i s s n 蔡斌,罗刚,李三喜,等抗高温缓蚀剂H S J M在油气井环空保护液中的应用研究J化学与生
2、物工程,():C A IB,L UOG,L ISX,e t a l A p p l i c a t i o no fh i g ht e m p e r a t u r e r e s i s t i n gc o r r o s i o n i n h i b i t o rH S J Mi na n n u l u sp r o t e c t i o nf l u i df o ro i la n dg a sw e l l sJ C h e m i s t r y&B i o e n g i n e e r i n g,():抗高温缓蚀剂H S J M在油气井环空保护液中的应用研究蔡斌
3、,罗刚,李三喜,李艳飞,郭士生,葛俊瑞,舒福昌,任坤峰(中海石油(中国)有限公司上海分公司,上海 ;湖北汉科新技术股份有限公司,湖北 荆州 ;长江大学化学与环境工程学院,湖北 荆州 )摘要:高温油气井的开发必须使用高密度的环空保护液,为了避免高密度环空保护液对井下管柱和设备的腐蚀,确保施工安全,室内开展了适合高密度环空保护液的抗高温缓蚀剂研究,采用挂片失重法和电化学极化曲线法评价了抗高温缓蚀剂H S J M加量、温度、环空保护液密度对腐蚀速率的影响.结果表明:随着抗高温缓蚀剂H S J M加量的增加,N 、C r L 、C r L 、C r L 等种材质挂片的腐蚀速率均逐渐降低,在温度为 、环
4、空保护液密度为 gc m、抗高温缓蚀剂H S J M加量为 时,种挂片的腐蚀速率均降至 mma以下;加入 抗高温缓蚀剂H S J M后,随着温度的升高和环空保护液密度的增大,种挂片的腐蚀速率均逐渐升高,当温度为 或环空保护液密度为 gc m时,腐蚀速率仍低于 mma;加入 抗高温缓蚀剂H S J M后,C r L 、C r L 挂片的电化学腐蚀速率均明显降低,极化曲线均明显右移,自腐蚀电位升高,耐腐蚀性能明显增强.抗高温缓蚀剂H S J M能够满足目标高温深井井下管柱腐蚀防护的需求,有效保障作业施工安全.关键词:高温深井;环空保护液;高密度;腐蚀性能;抗高温缓蚀剂中图分类号:T E A p p
5、 l i c a t i o no fH i g hT e m p e r a t u r e r e s i s t i n gC o r r o s i o nI n h i b i t o rH S J Mi nA n n u l u sP r o t e c t i o nF l u i df o rO i l a n dG a sW e l l sC A IB i n,L U OG a n g,L IS a n x i,L IY a n f e i,G U OS h i s h e n g,G EJ u n r u i,S H UF u c h a n g,R E NK u n f
6、e n g(S h a n g h a iC o m p a n yo fCNO O C(C h i n a),S h a n g h a i ,C h i n a;H u b e iH a n cN e w T e c h n o l o g yC o,L t d,J i n g z h o u ,C h i n a;C o l l e g e o fC h e m i s t r y&E n v i r o n m e n t a lE n g i n e e r i n g,Y a n g t z eU n i v e r s i t y,J i n g z h o u ,C h i n
7、 a)A b s t r a c t:H i g h d e n s i t ya n n u l u sp r o t e c t i o nf l u i dm u s tb eu s e di nt h ed e v e l o p m e n to fh i g ht e m p e r a t u r eo i la n dg a sw e l l s I no r d e r t oa v o i dt h ec o r r o s i o no fh i g h d e n s i t ya n n u l u sp r o t e c t i o nf l u i dt od
8、o w n h o l es t r i n g sa n de q u i p m e n ta n de n s u r et h ec o n s t r u c t i o ns a f e t y,w ed e v e l o p e dah i g ht e m p e r a t u r e r e s i s t i n gc o r r o s i o ni n h i b i t o rs u i t a b l e f o rh i g h d e n s i t ya n n u l u sp r o t e c t i o n f l u i d M o r e o
9、v e r,w e e v a l u a t e d t h e e f f e c t so f c o r r o s i o n i n h i b i t o rH S J Md o s a g e,t e m p e r a t u r e,a n dd e n s i t yo fa n n u l u sp r o t e c t i o nf l u i do nc o r r o s i o nr a t eb yu s i n gc o u p o nw e i g h t l o s sm e t h o da n de l e c t r o c h e m i c
10、a l p o l a r i z a t i o nc u r v em e t h o d T h er e s u l t ss h o wt h a t,w i t ht h e i n c r e a s eo fH S J Md o s a g e,t h e c o r r o s i o n r a t e s o f c o u p o n sN ,C r L ,C r L ,a n d C r L g r a d u a l l yd e c r e a s e Wh e n t h e t e m p e r a t u r e i s ,t h ed e n s i t
11、 yo f a n n u l a r p r o t e c t i o n f l u i d i s gc m,t h eH S J Md o s a g e i s ,t h e c o r r o s i o nr a t e so f c o u p o n sc a nb er e d u c e dt ol e s st h a n mma W i t ht h e i n c r e a s eo f t h et e m p e r a t u r ea n dt h e蔡斌,等:抗高温缓蚀剂H S J M在油气井环空保护液中的应用研究/年第期 d e n s i t yo
12、 f a n n u l a rp r o t e c t i o n f l u i d,t h e c o r r o s i o nr a t e so f c o u p o n s i n c r e a s eg r a d u a l l y A f t e r a d d i n g H S J M,w h e nt h et e m p e r a t u r ei s o rt h ed e n s i t yo fa n n u l a rp r o t e c t i o nf l u i di s gc m,t h ec o r r o s i o nr a t e
13、so f c o u p o na r es t i l l l e s s t h a n mma A f t e ra d d i n g H S J M,t h ee l e c t r o c h e m i c a l c o r r o s i o nr a t e so f t h ec o u p o n s C r L a n d C r L d e c r e a s es i g n i f i c a n t l y,t h ep o l a r i z a t i o nc u r v e ss h i f ts i g n i f i c a n t l yt ot
14、 h er i g h t,t h es e l f c o r r o s i o np o t e n t i a l si n c r e a s e,a n dt h ec o r r o s i o nr e s i s t a n c ep r o p e r t i e se n h a n c es i g n i f i c a n t l y T h eh i g ht e m p e r a t u r e r e s i s t i n gc o r r o s i o n i n h i b i t o rH S J Mc a nm e e t t h en e e
15、d so f c o r r o s i o np r o t e c t i o no fd o w n h o l es t r i n g i nt a r g e th i g ht e m p e r a t u r ed e e pw e l l sa n de f f e c t i v e l ye n s u r ew o r ka n dc o n s t r u c t i o ns a f e t y K e y w o r d s:h i g ht e m p e r a t u r ed e e pw e l l;a n n u l u sp r o t e c t
16、 i o nf l u i d;h i g h d e n s i t y;c o r r o s i o np e r f o r m a n c e;h i g ht e m p e r a t u r e r e s i s t i n gc o r r o s i o n i n h i b i t o r随着石油勘探技术的发展,越来越多的油气田开发逐渐转向高温深井 .高温深井的地层压力系数一般都比较高,完井作业后,为了填充油管和套管之间的环空,必须使用高密度环空保护液 .环空保护液是填充于油管和套管之间的液体,在保证平衡地层压力的合适密度的同时,必须具备较低的腐蚀性及较好的高温稳定性
17、 .目前,为保证环空保护液的高温稳定性,一般采用可溶性盐来调节密度,但可溶性盐在高温下对井下管材和工具易造成比较严重的腐蚀,所以,研究环空保护液抗高温缓蚀剂意义重大 .基于此,作者以海上某高温深井井下管柱钢材为研究对象,以磷酸盐环空保护液为腐蚀介质,采用挂片失重法和电化学极化曲线法考察抗高温缓蚀剂H S J M加量、温度、环空保护液密度对腐蚀速率的影响,为高温深井的高效安全开发提供技术支持和保障.实验 材料、试剂与仪器环空保护液基液:淡水 除氧剂O S Y磷酸盐加重至合适密度;不同材质(N 、C r L 、C r L 、C r L )挂片,使用现 场井下管 柱 钢 材 加 工而成.磷酸盐、碳酸
18、钠、除氧剂O S Y,分析纯,国药集团化学试剂有限公司;石油醚、无水乙醇,分析纯,上海麦克林生化科技有限公司;抗高温缓蚀剂H S J M,自制.抗高温陈化釜(聚四氟乙烯内衬),荆州塔林机电设备制造有限公司;B S型电热鼓风干燥箱,广州大祥电子机械设备有限公司;C o r r T e s t型电化学测试系统,武汉科思特仪器有限公司.方法 挂片失重法参照石油天然气行业标准S Y/T 油田采出水处理用缓蚀剂性能指标及评价方法 中静态均匀缓蚀率测定部分的规定,采用挂片失重法测定挂片在环空保护液中的腐蚀速率.腐蚀时间为d.电化学极化曲线法参照国家标准G B/T 金属和合金的腐蚀 电化学试验方法 恒电位和
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