[发明专利]一种注气井选材界限确定方法

说明书

本发明公开了一种注气井选材界限确定方法，属于油气井腐蚀防护领域。其特征在于：首先利用高温高压釜对不同材质在不同工况下进行腐蚀测试并得到均匀腐蚀速率值，进而得到材质的腐蚀速率与工况参数的关系曲线；然后，利用最小二乘法对材质的腐蚀速率进行非线性拟合，并得到不同腐蚀工况下相应的拟合公式，再根据给定的腐蚀安全控制指标计算出不同腐蚀工况下的腐蚀安全系数，并绘制相应的选材图版。该方法的优点是，基于少量的室内实验数据，得出不同工况参数对腐蚀速率的影响规律，进而建立考虑多种因素的选材图版。

技术领域

本发明涉及注气井管柱选材领域，特别涉及一种注气井选材界限确定方法。

背景技术

目前，我国很多油藏开发已进入中后期，存在原油含水率高，投入产出比大，常规注水技术挖潜困难等问题。注气驱(如注二氧化碳、空气、氮气或天然气)是一种高效的提高原油采收率技术。在注气驱油过程中，注入介质中含有的CO₂、O₂等腐蚀性介质会造成油套管的腐蚀，腐蚀会造成油套管的壁厚变薄，严重时会导致腐蚀穿孔，甚至井筒报废。注气井管柱耐腐蚀性能的好坏直接影响到井筒的安全。为确保不同注气工况下井筒的安全服役，油套管的选材显得尤为关键。

目前，针对油井管柱选材界限的研究，“一种高酸性气田井筒管柱材料评价系统”(申请专利号：CN 104251812 A)解决了高含H₂S/CO₂气田选材难题，为高酸性气田的开发和安全生产提供了理论支持。“一种新型油套管二氧化碳选材图版”(申请专利号：CN104726872 A)，该图版涵盖新开发的不同类型的低Cr钢，弥补了以往只在碳钢和不锈钢之间进行油套管选材的不足，降低了油套管成本。然而，以上研究成果需要依托大量的室内实验数据，实验成本比较高。

因此，发明一种简便、实用、能够指导现场的注气井选材界限方法还是十分必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种注气井选材界限确定方法，以解决注气井油套管的选材问题，并简化注气井选材的过程，节省成本。

本发明是一种注气井选材界限确定方法，所述的方法具体过程包括以下步骤：

步骤1：对注气井不同材质在不同温度、流速、腐蚀介质分压和氯离子浓度下进行失重法腐蚀测试，并利用腐蚀速率公式(1)求取材质的均匀腐蚀速率值；

式中：v′_cor为腐蚀速率(mm/a)，Δm为腐蚀试验前后试样的质量之差(g)，ρ为试样密度(g/cm)，A为试样表面积(cm²)，Δt为腐蚀时间(h)；

步骤2：基于步骤1中材质的均匀腐蚀速率值分别获取不同材质的腐蚀速率与温度、流速、腐蚀介质分压和氯离子浓度的关系曲线，并利用最小二乘法分别拟合出不同材质的腐蚀速率与温度、流速、腐蚀介质分压和氯离子浓度的公式，其公式表示为(2)-(5)；

v_t＝f(t) (2)

v_p＝f(p) (3)

v_v＝f(v) (4)

v_c＝f(c) (5)

式中：v_t为温度为t时由f(t)函数计算得到的腐蚀速率(mm/a)，v_p为腐蚀介质分压为p时由f(p)计算得到的腐蚀速率(mm/a)，v_v为流速为v时由f(v)计算得到的腐蚀速率(mm/a)，v_c为氯离子浓度为c时由f(c)计算得到的腐蚀速率(mm/a)，t为温度(℃)，p为腐蚀介质分压(MPa)，v为流速(m/s)，c为氯离子浓度(ppm)；