[发明专利]一种注水井套管内壁牺牲阳极保护方法

说明书

本发明属于油田生产系统防腐技术领域，具体涉及一种注水井套管内壁牺牲阳极保护方法，油气管外壁设置牺牲阳极材料，牺牲阳极材料连接导电装置，当油气管与套管之间的液体使得导电装置中的可溶合金溶解完毕后，导电装置接触套管内壁，牺牲阳极材料与套管的电路导通，实现对套管内壁的保护，油气管和套管之间设置牺牲阳极保护装置，牺牲阳极保护装置中牺牲阳极材料为管状结构，该牺牲阳极保护装置包括牺牲阳极材料、导电装置。该注水井套管内壁牺牲阳极保护方法，可延长作业周期、成本低、可操作性较好、费效比较好。

技术领域

本发明属于油田生产系统防腐技术领域，具体涉及一种注水井套管内壁牺牲阳极保护方法。

背景技术

注水可以充分地补充地层自身能量，提高原油产量及采收率，为原油的正常生产做出极大的贡献腐蚀问题是影响注水管道系统安全性及使用寿命的最关键因素之一。近几年来，不少油田进入了生产开发后期，原油的含水率增高，采油厂注水井套管腐蚀严重，造成无法分注、井点报废等问题，延长油用注水管道的腐蚀防治问题已刻不容缓。

由于井下环境大多数高温，高压，高含水量高Cl^-离子含量，高矿化度，井下套管的腐蚀问题越来越突出。统计四十臂井径测井资料，注水井套管腐蚀加剧比例达到72％。腐蚀按照其作用机理分为化学腐蚀和电化学腐蚀。而最普遍最常见的腐蚀的形式是就电化学腐蚀，以采油工业中最常用的套管材料为例，其面临的腐蚀主要是由注入液富含的Cl^-、游离CO₂和HCO₃^-引起的，其中游离Cl^-腐蚀尤为严重，从而影响了油田正常生产并造成了大量经济损失。解决游离Cl^-腐蚀的途径有很多，但都存在着一定的局限性。

使用耐蚀性玻璃钢、碳纤维等材料制作等采油装备，防腐效果虽然较好，但其成本相对较高，不适合大规模推广使用；对套管等设施表面使用涂料、化学镀层或进行渗氮等表面处理，容易引发局部性腐蚀；使用缓蚀剂等化学药剂进行水井的腐蚀治理必须具有针对性，对于不同区块的油井腐蚀类型和特点需要对缓蚀剂进行遴选，加药量、耗资较大，且费时费力；外加电流阴极保护存在难以实施、耗电量大等问题。

发明内容

针对目前存在的技术问题，本发明提供一种注水井套管内壁牺牲阳极保护方法，延长了作业周期、成本低、可操作性较好、费效比较好，提供的高效水井腐蚀控制方案，从抑制电化学腐蚀反应动力学方面来降低材料腐蚀速度，以达到有效控制油井套管腐蚀的目的。

本发明的技术方案如下：

一种注水井套管内壁牺牲阳极保护方法，油气管外壁设置牺牲阳极材料，牺牲阳极材料连接导电装置，当油气管与套管之间的液体使得导电装置中的可溶合金溶解完毕后，导电装置接触套管内壁，牺牲阳极材料与套管的电路导通，实现对套管内壁的保护；

其中，套管中设置油气管，油气管和套管之间设置牺牲阳极保护装置，牺牲阳极保护装置包括包括牺牲阳极材料和导电装置，牺牲阳极材料为管状结构。

可溶合金可在富含的Cl^-、游离CO₂和HCO₃^-液体中溶解。

优选地，牺牲阳极材料的材料、尺寸、个数、净重的确定方法如下：

(1)选定牺牲阳极材料为Al-Zn-In系合金；

(2)计算得到牺牲阳极材料电流量，确定牺牲阳极材料的使用寿命，计算得到牺牲阳极材料的净重，进一步获得牺牲阳极材料的尺寸；

(3)计算得到牺牲阳极材料的个数；

(4)根据套环内壁的保护面积，均匀设置牺牲阳极保护装置。

优选地，牺牲阳极材料电流量的计算公式为支架式牺牲阳极接水电阻按照计算，式中