一种用于套管的腐蚀寿命预测方法技术

本发明专利技术公开了一种套管的腐蚀寿命预测方法，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套管钢在模拟工况下进行腐蚀测试，并得到均匀腐蚀速率值，进而得到套管的实际壁厚，再利用套管的实际壁厚分别求出套管的剩余抗内压强度和剩余抗挤强度；然后计算出套管的剩余抗内压安全系数和剩余抗挤安全系数，再根据给定的抗内压安全系数阈值和抗挤安全阈值分别计算出套管的抗内压安全服役年限和抗挤安全服役年限，并最终得到套管的安全服役年限。该发明专利技术的优点在于：该方法能合理预测套管的寿命，减小或避免油气井套管因腐蚀诱发的安全风险。

A method for predicting corrosion life of casing

The invention discloses a method for predicting the corrosion life of casings, which belongs to the corrosion protection field of oil and gas wells. It is characterized in that: firstly, high temperature and high pressure on casing steel corrosion test in simulated condition and uniform corrosion rate values, and then get the actual casing thickness, and thickness were calculated for casing residual internal pressure strength and residual compressive strength using the actual wall casing; then calculate casing the residual internal pressure safety coefficient and residual collapse safety factor, according to the given internal pressure safety coefficient threshold and collapsing the safety threshold to calculate casing pressure safety and service life of casing safety years of service, and ultimately get safe service life of casing. The advantages of the invention are that the method can reasonably predict the life of the casing, and reduce or avoid the safety risk caused by the corrosion of the oil and gas well casing.

【技术实现步骤摘要】
一种用于套管的腐蚀寿命预测方法
本专利技术涉及油气井腐蚀防护领域，具体是涉及一种套管的腐蚀寿命预测方法。
技术介绍
高酸性气田中含有的腐蚀性介质会造成套管的腐蚀，腐蚀会造成套管壁减薄，严重时会导致腐蚀穿孔，甚至井筒报废，但是，对套管盲目地更换则会带来巨大的浪费。怎样合理兼顾套管的安全性和经济性，是实现套气井的安全、经济服役的关键因素。目前，针对油井管柱寿命预测方法的研究，“一种油管柱寿命预测方法”(申请公布号：CN103206205A)主要考虑了油管柱应力的情况，准确的预测了油管的寿命，减小或避免油气井油管柱的安全风险。然而，油管主要考虑拉伸载荷，而套管主要考虑内压载荷和挤压载荷。套管的腐蚀寿命预测方法与油管的腐蚀寿命预测方法完全不同。“一种预测高温高压井腐蚀套管剩余寿命方法”(申请公布号：CN103455682A)通过建立腐蚀套管剩余寿命预测模型，并应用近似解析法计算均匀腐蚀、局部腐蚀和点蚀套管的剩余寿命。该专利技术能够在较短时间内有效预测套管的剩余寿命，但是该方法利用有限元模型预测套管的腐蚀程度，并不能真实反映套管的腐蚀寿命。因此，专利技术一种基于腐蚀实验结果的套管腐蚀寿命预测方本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种油气井套管的腐蚀寿命预测方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：依据油气井套管的服役环境，利用高温高压釜模拟实际工况对套管材质进行腐蚀测试，测试时间为n＝[X1,X2,X3,…Xi,…Xn]，n表示测试时间长短，Xi＝3d，7d，15d，30d，90d和180d，并利用腐蚀速率公式(1)分别求取材质的均匀腐蚀速率值；

【技术特征摘要】
1.一种油气井套管的腐蚀寿命预测方法，其特征在于，包含如下步骤：步骤1：依据油气井套管的服役环境，利用高温高压釜模拟实际工况对套管材质进行腐蚀测试，测试时间为n＝[X1,X2,X3,…Xi,…Xn]，n表示测试时间长短，Xi＝3d，7d，15d，30d，90d和180d，并利用腐蚀速率公式(1)分别求取材质的均匀腐蚀速率值；式中：vcor为实测腐蚀速率(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)，n为腐蚀时间(d)；步骤2：将步骤1中测得的腐蚀速率与服役时间进行多元线性回归分析，得到腐蚀速率与腐蚀时间的方程，其公式表示为(2)；v′cor＝f(t)(2)式中：v′cor为腐蚀速率(mm/a)，t为腐蚀时间(a)；步骤3：将步骤2中的腐蚀速率代入公式(3)中，得到套管在腐蚀后的实际壁厚D1；D1＝D0-v′cor×t(3)式中：v′cor为腐蚀速率(mm/a)，D1为套管腐蚀后的实际壁厚(mm)，D0为套管的名义壁厚(mm)，t为腐蚀时间(a)；步骤4：将步骤3中套管腐蚀后的实际壁厚D1代入公式(4)中，求出不同服役年限下套管的剩余抗内压强度Pin，其公式表示为(5)；式中：Pin为套管的抗内压强度(MPa)，D1为套管腐蚀后的实际壁厚(mm)，σy为套管屈服强度(MPa)，D0为套管的名义壁厚(mm)，v′cor为腐蚀速率(mm/a)，t为腐蚀时间(a)，φ为套管名义直径(mm)；步骤5：将步骤4中套管剩余抗内压强度代入公式(6)中计算出套管抗内压安全系数kin，其公式表示为(7)；式中：kin为抗内压安全系数，Pin为套管抗内压强度(MPa)，Pw为工作压力(MPa)，D0为套管的名义壁厚(mm)，v′cor为腐蚀速率(mm/a)，t为腐蚀时间(a)，φ为套管名义直径(mm)，σy为套管屈服强度(MPa)；步骤6：取套管的抗内压安全系数阈值k，另k＝kin，将套管的抗内压安全系数阈值代入公式(7)中，计算套管的抗内压安全服役年限T1；步骤7：将步骤3中套管腐蚀后的实际壁厚D1代入套管剩余抗挤强度公式(8)，求出套管的剩余抗挤强度，其公式表示为(11)；Psq＝{(Pe+Py)-[(Pe-Py)+4PePyHt]1/2}÷[2(1-Ht)](8)其中：Py＝ky×2fmin(D1/φ)[1+D1/(2φ)](9)Pe＝0.825×2E/...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾德智，董宝军，喻智明，刘芮嘉，李皓，蔡乐乐，侯铎，张海鑫，施太和，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：四川,51