一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法技术

本发明专利技术公开了一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法，包括以下步骤：选取与各井筒油套管同材质的腐蚀挂片；对腐蚀挂片的腐蚀处理；再对酸洗前腐蚀挂片进行扫描电镜分析及能谱分析，然后对腐蚀挂片表面的腐蚀产物进行X衍射分析；对腐蚀挂片进行酸洗处理，并计算腐蚀挂片的平均腐蚀速率；评估腐蚀挂片的腐蚀程度；宏观分析腐蚀挂片的腐蚀状况；定量描述腐蚀挂片的点蚀情况；根据腐蚀挂片表面的微观形貌变化特征、腐蚀产物各元素重量百分比的变化及酸洗后多出来的元素、腐蚀产物各物相种类及含量以及腐蚀环境数据进行综合分析，确定井筒腐蚀程度及腐蚀原因，该方法能够对油气田井筒的腐蚀程度进行量化监测，同时对腐蚀原因进行解释。

【技术实现步骤摘要】
一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法
本专利技术属于油气田井筒腐蚀监测
，涉及一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法。
技术介绍
油气田生产开发过程中，油气井井筒油管、套管及输油管线长期埋置于地下，由于井下腐蚀环境复杂(如酸性气体的存在)，使用日久会使油套管发生腐蚀，造成管壁腐蚀穿孔或断裂，影响其正常使用，甚至造成严重事故。目前井筒腐蚀监测技术主要包括以下几种方法：氢探针、电阻法、线性极化电阻法、电感阻抗法和FSM全周向腐蚀监测技术，还包括采用井径仪、磁壁厚测井仪和电磁探伤测井仪测量金属管筒内径、壁厚的变化来对管道腐蚀情况进行评估监测这几种方法。现在对这几种不同的方法的原理及优缺点进行简单的介绍。①氢探针原理：氢探头最简单的也是最常用的一种是薄壁碳钢试管，中间插人一根实芯棒，使试管和棒之间形成环状空间，插人介质中。氢原子可以渗透薄管壁在环形空间内积聚，生成氢气，而氢气分子因比原子大而难以逸出，随着氢气的增多，压力不断提高，并显示于外面的压力表，贴片探头的原理大致相同，只是探头贴在容器外壁，收集穿过器壁的氢原子。目前还没有一种氢探头可用来直接表明腐蚀率，但可以监测工艺过程的变化。②电阻法(ER探针)原理：一个具有固定质量和形状的传感器的电阻，横截面积随腐蚀而变化，电阻读数将随之变化，这个变化量与一个未腐蚀的传感器元件的电阻相比较，当二者电阻读数表达为一个比率时，比率的变化就表示腐蚀速度的变化。优点：可广泛使用于任何发生腐蚀的系统。缺点：a、获取数据时间较长。b、当探针发生沉积时，会得到错误信息。c、对硫化物系统中测量结果受到较大影响。d、探针的灵敏度高，寿命短，反之亦然。③线性极化电阻(LPR)原理：测量腐蚀电流从而获得腐蚀速度。即将一个小电流施加到正在发生腐蚀的电极上，测量装置的阳极与阴极之间的电流而获得数据。优点：可随时获得读数，通常应用于时实监测。缺点：不能应用含有较高杂质(油类)或气体中，只要对电极造成污染的环境，所获得的数据可靠性差。④电感阻抗法原理：是电阻法转化的一项技术，是在传感器中埋设一个线圈，通过其感抗的变化来测定敏感元件厚度的减少。具有高磁导率强度的敏感元件强化了线圈周围磁场，因此敏感元件厚度的变化将影响线圈的感抗。优点：可广泛应用与各种系统，响应时间大大缩短，也可时实获得数据。缺点：电极需更换，价格较高。⑤FSM全周向腐蚀监测技术原理：通过监测电流在金属结构上流动方向的细微变化(电压值与初始设定的测量值进行比较)来检测由于腐蚀引起的金属损失，脆裂和凹坑。传感针或电极呈矩阵式分布在被监测区域来检测电场方向的变化。测量电压与最初的参考电压进行比较。探针间距一般为壁厚的2-3倍。系统提供图解曲线表明凹坑和脆裂的位置和严重程度，计算实际腐蚀趋向和腐蚀速率。对在线系统，敏感性和重复性是剩余壁厚的0.1％。优点：a、非插入式不破坏管线、容器本体结构，因此没有泄漏的危险，提高在H2S环境中的安全性，适用于困难的位置(高温、高压)。b、直接在管壁测量腐蚀。c、适用于H2S环境，安全，测量不受导电性FeS膜的影响。d、适用于无线、在线测量。另外井径仪探测精度高，易于三维成像，但只能测量金属管筒内壁的变化；磁壁厚测井仪能够测量金属管筒厚度的变化，且能探测套管内、外壁的腐蚀情况，但测量精度低，分辨力较差，只适用于腐蚀严重的套管；电磁探伤测井仪存在多解性，测井解释比较困难，需要与其它仪器的曲线对比才能对腐蚀情况进行正确评估。以上井筒腐蚀监测技术均为先进的电子方法，但都存在可靠性较差，操作负责，设备昂贵等缺点，尤其是在材料和防腐方法选择方面具有很大缺陷，无法对腐蚀原进行深入的研究。因此迫切需求一种方法既能对腐蚀程度进行一个量化的监测及对腐蚀原因进行深入研究，还可以在材料和防腐方法选择方面具有突出作用的一种方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法，该方法能够对油气田井筒的腐蚀程度进行量化监测，同时对腐蚀原因进行解释。为达到上述目的，本专利技术所述的油气田井筒腐蚀监测及解释方法包括以下步骤：1)选取与各井筒油套管同材质的腐蚀挂片，再对腐蚀挂片进行编号，记录各腐蚀挂片的形状及各腐蚀挂片的材质型号；同时记录各材质的组成成分，并剔除有缺陷的腐蚀挂片；2)在油气田现场利用挂片支架将各材质的腐蚀挂片放入油气井预定的深度，并记录施工情况表；3)将挂片支架在油气井中悬挂预设时间，实现对腐蚀挂片的腐蚀处理，再取出挂片支架，对腐蚀挂片进行拆卸；4)对腐蚀挂片进行腐蚀后拍照，记录酸洗前腐蚀挂片的重量，再对酸洗前腐蚀挂片进行扫描电镜分析，并对腐蚀挂片进行能谱分析，然后对腐蚀挂片表面的腐蚀产物进行X衍射分析；5)对腐蚀挂片进行酸洗处理，并根据失重法计算腐蚀挂片的平均腐蚀速率，记录酸洗后腐蚀挂片的重量，并对酸洗后的腐蚀挂片进行拍照，再分析其宏观腐蚀形貌，然后对酸洗后的腐蚀挂片进行扫描电镜分析及能谱分析，并拍摄酸洗后的腐蚀挂片的三维形貌；6)利用步骤5)计算得到的腐蚀挂片的平均腐蚀速率评估腐蚀挂片的腐蚀程度；7)对比分析酸洗前后腐蚀挂片的照片，宏观分析腐蚀挂片的腐蚀状况；8)对拍摄的酸洗后腐蚀挂片的三维形貌进行扫描分析，定量描述腐蚀挂片的点蚀情况；9)利用酸洗前后腐蚀挂片的扫描电镜分析图片对腐蚀挂片表面的微观形貌变化特征进行分析；10)利用酸洗前后腐蚀挂片表面不同区域的能谱分析结果和原始腐蚀挂片的组成成分分析各元素重量百分比的变化以及酸洗后多出来的元素；11)利用腐蚀挂片表面腐蚀产物的X衍射分析结果测量腐蚀产物各物相种类及含量；12)根据步骤9)分析得到的腐蚀挂片表面的微观形貌变化特征、步骤10)得到的各元素重量百分比的变化及酸洗后多出来的元素、步骤11)得到的腐蚀产物各物相种类及含量以及腐蚀环境数据进行综合分析，确定井筒腐蚀程度及腐蚀原因。步骤2)中的施工情况表中包括腐蚀挂片编号、腐蚀挂片材质型号、数量、下入深度、温度、压力、下入时间、打捞时间及送化验室时间。步骤4)中通过能谱分析仪对腐蚀挂片进行能谱分析。步骤4)中利用扫描电镜对酸洗前腐蚀挂片进行扫描电镜分析。步骤4)中利用X-衍射仪对腐蚀挂片表面的腐蚀产物进行X衍射分析。步骤5)中利用奥林巴斯高倍光学数码显微镜对酸洗后的腐蚀挂片进行三维形貌分析。步骤8)中利用奥林巴斯高倍光学数码显微镜对酸洗后腐蚀挂片拍摄的三维形貌进行扫描分析。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术所述的油气田井筒腐蚀监测及解释方法在具体操作时，先选取与各井筒油套管同材质的腐蚀挂片，再将腐蚀挂片放入到油气井预定的深度，以实现对腐蚀挂片的腐蚀，然后对腐蚀挂片进行酸洗，并根据失重法计算腐蚀挂片的平均腐蚀速率，再根据腐蚀挂片的平均腐蚀速率评估腐蚀挂片的腐蚀程度，然后通过对腐蚀挂片进行能谱分析、扫描电镜分析及腐蚀产物进行X衍射分析确定井筒腐蚀程度及腐蚀原因，从而最大程度的反应真是腐蚀情况。附图说明图1为实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法，其特征在于，包括以下步骤：/n1)选取与各井筒油套管同材质的腐蚀挂片，再对腐蚀挂片进行编号，记录各腐蚀挂片的形状及各腐蚀挂片的材质型号；同时记录各材质的组成成分，并剔除有缺陷的腐蚀挂片；/n2)在油气田现场利用挂片支架将各材质的腐蚀挂片放入油气井预定的深度，并记录施工情况表；/n3)将挂片支架在油气井中悬挂预设时间，实现对腐蚀挂片的腐蚀处理，再取出挂片支架，对腐蚀挂片进行拆卸；/n4)对腐蚀挂片进行腐蚀后拍照，记录酸洗前腐蚀挂片的重量，再对酸洗前腐蚀挂片进行扫描电镜分析，并对腐蚀挂片进行能谱分析，然后对腐蚀挂片表面的腐蚀产物进行X衍射分析；/n5)对腐蚀挂片进行酸洗处理，并根据失重法计算腐蚀挂片的平均腐蚀速率，记录酸洗后腐蚀挂片的重量，并对酸洗后的腐蚀挂片进行拍照，再分析其宏观腐蚀形貌，然后对酸洗后的腐蚀挂片进行扫描电镜分析及能谱分析，并拍摄酸洗后的腐蚀挂片的三维形貌；/n6)利用步骤5)计算得到的腐蚀挂片的平均腐蚀速率评估腐蚀挂片的腐蚀程度；/n7)对比分析酸洗前后腐蚀挂片的照片，宏观分析腐蚀挂片的腐蚀状况；/n8)对拍摄的酸洗后腐蚀挂片的三维形貌进行扫描分析，定量描述腐蚀挂片的点蚀情况；/n9)利用酸洗前后腐蚀挂片的扫描电镜分析图片对腐蚀挂片表面的微观形貌变化特征进行分析；/n10)利用酸洗前后腐蚀挂片表面不同区域的能谱分析结果和原始腐蚀挂片的组成成分分析各元素重量百分比的变化以及酸洗后多出来的元素；/n11)利用腐蚀挂片表面腐蚀产物的X衍射分析结果测量腐蚀产物各物相种类及含量；/n12)根据步骤9)分析得到的腐蚀图片表面的微观形貌变化特征、步骤10)得到的各元素重量百分比的变化及酸洗后多出来的元素、步骤11)得到的腐蚀产物各物相种类及含量以及腐蚀环境数据进行综合分析，确定井筒腐蚀程度及腐蚀原因。/n...

【技术特征摘要】
1.一种油气田井筒腐蚀监测及解释方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)选取与各井筒油套管同材质的腐蚀挂片，再对腐蚀挂片进行编号，记录各腐蚀挂片的形状及各腐蚀挂片的材质型号；同时记录各材质的组成成分，并剔除有缺陷的腐蚀挂片；
2)在油气田现场利用挂片支架将各材质的腐蚀挂片放入油气井预定的深度，并记录施工情况表；
3)将挂片支架在油气井中悬挂预设时间，实现对腐蚀挂片的腐蚀处理，再取出挂片支架，对腐蚀挂片进行拆卸；
4)对腐蚀挂片进行腐蚀后拍照，记录酸洗前腐蚀挂片的重量，再对酸洗前腐蚀挂片进行扫描电镜分析，并对腐蚀挂片进行能谱分析，然后对腐蚀挂片表面的腐蚀产物进行X衍射分析；
5)对腐蚀挂片进行酸洗处理，并根据失重法计算腐蚀挂片的平均腐蚀速率，记录酸洗后腐蚀挂片的重量，并对酸洗后的腐蚀挂片进行拍照，再分析其宏观腐蚀形貌，然后对酸洗后的腐蚀挂片进行扫描电镜分析及能谱分析，并拍摄酸洗后的腐蚀挂片的三维形貌；
6)利用步骤5)计算得到的腐蚀挂片的平均腐蚀速率评估腐蚀挂片的腐蚀程度；
7)对比分析酸洗前后腐蚀挂片的照片，宏观分析腐蚀挂片的腐蚀状况；
8)对拍摄的酸洗后腐蚀挂片的三维形貌进行扫描分析，定量描述腐蚀挂片的点蚀情况；
9)利用酸洗前后腐蚀挂片的扫描电镜分析图片对腐蚀挂片表面的微观形貌变化特征进行分析；
10)利用酸洗前后腐蚀挂片表面不同区域的能谱分析结果和原始腐蚀挂片的组成成分分析各元素重量百分比的变化以及酸洗后多出来的元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛步能，马云，杨永杰，傅强，任越飞，王明宽，刘春斌，杜旭，马宗杰，王易安，
申请(专利权)人：中国石油天然气集团有限公司，中国石油集团测井有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11