[发明专利]页岩气井井筒动态腐蚀速率的模拟测量装置及方法

说明书

本发明提出一种页岩气井井筒动态腐蚀速率的模拟测量装置及方法，包括注液机构、注气机构、气液分离机构和测量机构，注液机构和注气机构分别与测量机构的进口相连，测量机构出口与气液分离机构的进口相连，气液分离机构的出液口和排气口分别与注液机构及注气机构相连。本发明能较真实模拟气井井筒不同部位的腐蚀情况。

技术领域

本发明属于石油天然气的技术领域，尤其涉及一种页岩气井井筒动态腐蚀速率的模拟测量装置及方法。

背景技术

页岩气藏开发过程中，页岩气井井筒中气液高速流动和气液中存在大量的腐蚀性介质从而引起井筒腐蚀，严重的腐蚀将给气藏开发带来危害，也给气井井筒的完整性和气井的安全性带来危险。因此，需要正确掌握页岩气井井筒腐蚀规律，从而提出有效的抑制或减缓井筒腐蚀的措施。

页岩气井井筒产出流体包括页岩气和产出液(返排压裂液、地层水)，其产出液中受注入的压裂液等因素影响，其性质复杂，并且容易产出大量的细菌，从而腐蚀机理复杂。另外，气井井筒流体流动速度远高于油井井筒流体流动速度，在流体高速冲刷作用下腐蚀产物膜不容易形成或强度不足。利用常规腐蚀速率测定方法无法真实体现出真实的气井井筒腐蚀规律。例如现有的高温高压腐蚀测试装置在一个封闭的高温高压反应釜内通过搅拌桨的转动来实现挂片和腐蚀介质的相对运动，从而模拟流体在实际管道中的流动情况，但是在有些情况下，腐蚀介质并不完全和管线接触，存在积液的气井，整个井筒的不同部位与产出流体的接触方式存在差异，而常规的高温高压腐蚀测试装置无法考虑这种情况。

目前，常规的高温高压动态腐蚀试验存在以下的不足：

(1)高温高压反应釜的封闭性无法考虑流体流动过程对管线腐蚀造成的差异；

(2)常规设备无法模拟反应釜中的腐蚀介质和管线的接触关系对腐蚀速率造成的影响；

(3)常规装置无法考虑气相流动对腐蚀速率的影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种页岩气井井筒动态腐蚀速率的模拟测量装置及方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：页岩气井井筒动态腐蚀速率的模拟测量装置，其特征在于，包括注液机构、注气机构、气液分离机构和测量机构，所述注液机构和注气机构分别与所述测量机构的进口相连，测量机构出口与气液分离机构的进口相连，气液分离机构的出液口和排气口分别与注液机构及注气机构相连。

按上述方案，所述注液机构包括注液泵、注液管、注液单向阀和液体回收管，所述注液泵的出口通过所述注液管与测量机构的进口相连，所述注液单向阀安设于注液管上，所述气液分离机构的出液口通过所述液体回收管与注液泵的进口相连。

按上述方案，所述注气机构包括气罐、注气管、气体回收管和注气控制组件，所述气罐通过所述注气管与所述测量机构相连，气体回收管分别与注气管及测量机构相连，气体回收管上设有增压器，所述注气控制组件包括注气气动阀和气动阀控制器，所述注气气动阀分别设于注气管和气体回收管上，所述气动阀控制器与注气气动阀相连。

按上述方案，所述测量机构为测量管，所述测量管由水平管段、弯曲管段和竖直管段组成，所述水平管段和竖直管段均由导管和腐蚀测量管连接组成，所述弯曲管段为腐蚀测量管。

按上述方案，还包括补气机构，所述补气机构包括补气泵、补气管和补气气动阀，所述补气泵通过补气管与所述气罐相连，所述补气气动阀设于补气管上，与所述气动阀控制器相连。

按上述方案，所述测量管外包覆保温套。

按上述方案，所述导管和腐蚀测量管通过法兰连接，连接处设有密封圈，导管和腐蚀测量管材质相同，内外径尺寸相同。

按上述方案，所述气罐外包覆电加热套。