[发明专利]一种套管内涂层井的内防腐阳极保护间距确定方法

说明书

本发明公开了一种套管内涂层井的内防腐阳极保护间距确定方法，本发明通过根据不同井深、不同井液矿化度和不同内涂层完好率的套管内防腐的阳极分布，结合室内模拟实验的手段确定套管内置牺牲阳极的安装模式，避免了在现场试验的技术复杂性，减少了室内实验周期与次数，避免每一口油井因流体介质和套管内涂层完好率不同导致重复实验来确定阳极分布参数。本发明实验快速易行，技术可靠，经济性好。

技术领域

本发明涉及油田腐蚀与防护领域，具体涉及一种套管内涂层井的内防腐阳极保护间距确定方法。

背景技术

目前油田生产企业的油井管柱普遍采用普通碳钢管材，油井产液对碳钢套管腐蚀严重。为了安全高效进行油田开发，各油田一般采取了除耐管材外的多种套管防腐措施，如应用较早、技术成熟的外加电流阴极保护外防腐，国内大量应用的环氧冷缠带(环氧涂层)牺牲阳极防腐，普遍实施的缓蚀剂加注技术等，近年来发展应用了套管内置牺牲阳极的阴极保护技术，该技术通常是将牺牲阳极装在油管上，同时阳极与油管绝缘，阳极通过金属弹性臂与套管电性机械连接，油井生产时阳极随油管下入套管内从而达到保护套管的目的。

专利“一种内涂层套管井的牺牲阳极保护装置(CN105154889B)”公布了采用油管带入牺牲阳极进行套管内防腐的牺牲阳极装置，并未进一步阐述油管上的牺牲阳极应该如何分布；专利“一种牺牲阳极材料的井下评价装置(CN105401921B)”公布了井下评价阳极工作状态的一种装置，但未提供阳极的井下分布方式；文献“一种随油管入井预防套管腐蚀的工具研制”(肖彦英，李琼玮，令永刚，等，石油工业技术监督，Vol.33No.3Mar.2017)叙述了套管内防腐阳极的现场应用情况及效果，未涉及阳极保护电位或安装模式；专利“基于脉冲电流的油井套管阴极保护系统及电极布位方法(CN104562043B)”公布了套管外加电流阴极保护的电位分布检测方法，该方法是将参比电极布通过绝热材料包裹捆绑在套管外壁的方式检测套管外壁不同位置的分布电位。现有专利文献均未有针对套管内牺牲阳极的阳极安装布置方法的论述，在生产中对于套管内牺牲阳极的分布安装无法确定，对牺牲阳极的安装布置则主要根据阳极的电化学参数在地面管道、储罐的设计经验决定。

由于牺牲阳极在油井套管有限空间内的电磁作用范围受限，油井套管在地下深度达上千米以上，在套管内测量牺牲阳极的保护电位存在天然困难，借鉴检测套管外壁分布电位的方法即采用参比电极固定在油管上测量套管内壁不同位置电位原理可行，要实现有很大难度，几乎不可能直接检测，验证牺牲阳极在套管内如何合理分布无从得知，进而无法合理确定阳极分布；如果通过室内模拟实验任一种井筒环境中牺牲阳极的保护电位与间距分布，则工作量太大，费时费人成本高。因此要科学合理采用牺牲阳极防止套管内腐蚀技术，实现牺牲阳极对套管的科学保护，满足国标规定的阴极保护准则，防止欠保护或过保护，就必须掌握不同温度、矿化度和涂层完好率的腐蚀环境下套管内牺牲阳极的分布方法，以此确定套管内纵向上牺牲阳极的安装模式，解决困扰套管内防腐的牺牲阳极合理应用的生产问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种套管内涂层井的内防腐阳极保护间距确定方法，能够掌握不同温度、矿化度和涂层完好率的腐蚀环境下套管内牺牲阳极的分布，以此确定套管内纵向上牺牲阳极的安装模式，解决了困扰套管内防腐的牺牲阳极合理应用的生产问题。

为了达到上述目的，本发明包括以下步骤：

S101，通过实验获取一定温度、矿化度和内涂层完好率的腐蚀环境下套管阳极的保护长度与保护电位的关系式；

S102，确定保护长度的温度、矿化度和涂层完好率梯度值；

S103，建立保护长度与温度、矿化度与涂层完好率的关系式；

S104，建立已知涂层完好率、系列保护长度下的矿化度与温度的关系式；

S105，绘制已知涂层完好率、系列保护长度下的矿化度与井深的关系曲线组图；