基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，包括如下步骤：模拟页岩气集输管道沿线温降，获取页岩气集输管道沿线的各腐蚀性介质参数变化情况；根据腐蚀速率与各腐蚀性介质参数的关系，以腐蚀速率作为因变量，各腐蚀性介质参数作为自变量，分别建立回归模型Y1和腐蚀速率预测模型A1；确定各腐蚀性介质参数与腐蚀速率的拟合关系，以回归模型Y1整体作为多元非线性回归的自变量，建立回归模型Y2，计算回归模型Y2的回归系数和随机误差；利用回归模型Y2的回归系数和随机误差，对A1进行修正，得到腐蚀速率预测模型A2；根据管道形态以及流型对A2进行修正，得到腐蚀速率预测模型A3，使用A3对页岩气集输管道的腐蚀速率进行预测。道的腐蚀速率进行预测。

【技术实现步骤摘要】
基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法


[0001]本专利技术涉及管道腐蚀速率预测
，特别是一种基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法。

技术介绍

[0002]页岩气集输管道内腐蚀是导致在役管道老化、穿孔和泄露的重要原因之一。在页岩气的特殊开采方式下，压裂液中携带了大量细菌，如SRB，导致地面集输系统发生严重微生物电化学腐蚀。同时，页岩气集输环境中又含有CO2、Cl
‑
等腐蚀性介质，加剧页岩气集输管道的电化学腐蚀，造成管道的堵塞，并使管道设施发生局部腐蚀，出现穿孔，引发安全事故和财产损失。因此，在内检测技术受限的情况下，通过形成一种页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，对保障页岩气集输安全运行具有重要的研究与工程意义。
[0003]引起页岩气集输管道内腐蚀的原因比较复杂，最主要的两个因素为SRB和CO2，国内外学者对于CO2腐蚀速率预测模型的研究颇多，多用常规的数学建模方法。相较之下SRB腐蚀速率预测模型的研究很少，基本为机理模型，但关于同时考虑SRB、CO2和其他多个因素拟合的内腐蚀速率预测的相关内容较少见到。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的缺少同时考虑SRB、CO2和其他多个因素拟合的内腐蚀速率预测方法的问题，本专利技术提供了一种基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，同时考虑SRB、CO2和其他多个因素对管道的腐蚀影响，通过页岩气集输管道内腐蚀总概率函数计算模型，形成适用于页岩气集输管道的内腐蚀直接评价技术，以期充分预测集输管道腐蚀速率。
[0005]本专利技术采用的技术方案是：
[0006]一种基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，包括如下步骤：
[0007]S1、模拟页岩气集输管道沿线温降，获取页岩气集输管道沿线的各腐蚀性介质参数变化情况，非模拟参数选用入口处定值；
[0008]S2、基于多元非线性回归方法，根据腐蚀速率与各腐蚀性介质参数的关系，以腐蚀速率作为因变量，各腐蚀性介质参数作为自变量，分别建立回归模型Y1和腐蚀速率预测模型A1；
[0009]S3、确定各腐蚀性介质参数与腐蚀速率的拟合关系，基于多元非线性回归方法，以回归模型Y1整体作为多元非线性回归的自变量，建立回归模型Y2，计算回归模型Y2的回归系数和随机误差；
[0010]S4、利用回归模型Y2的回归系数和随机误差，对腐蚀速率预测模型A1进行修正，得到腐蚀速率预测模型A2；
[0011]S5、根据管道形态以及流型对腐蚀速率预测模型A2进行修正，得到腐蚀速率预测模型A3，使用腐蚀速率预测模型A3对页岩气集输管道的腐蚀速率进行预测。
[0012]优选的，在步骤S1中，腐蚀性介质参数包含页岩气集输管道沿线的温度、CO2分压、Cl
‑
浓度、HCO3‑
浓度、SRB含量和流速。
[0013]优选的，在步骤S2中，令腐蚀速率为因变量Y，各腐蚀性介质参数为自变量x
i
，i为1～n，n为腐蚀性介质参数的种类个数，即x
i
表示第i个腐蚀性介质参数，根据腐蚀速率与各腐蚀性介质参数的关系，分别建立回归模型Y1见式(2)所示：
[0014]Y＝f
i
(x
i
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)。
[0015]优选的，在步骤S2中，温度T与腐蚀速率V
corr
的关系如式(3)所示：
[0016]V
corr
＝0.0023
×
T
‑
0.019
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0017]CO2分压与腐蚀速率V
corr
的关系如式(4)所示：
[0018][0019]Cl
‑
浓度L与腐蚀速率V
corr
的关系如式(5)所示：
[0020]V
corr
＝
‑
0.1129
×
L2+0.0246
×
L+0.067
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
[0021]HCO3‑
浓度H与腐蚀速率V
corr
的关系如式(6)所示：
[0022]V
corr
＝1.6687
×
H+0.048
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(6)
[0023]SRB含量N与腐蚀速率V
corr
的关系如式(7)所示：
[0024]V
corr
＝0.0017
×
N
0.3554
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0025]流速v与腐蚀速率V
corr
的关系如式(8)所示：
[0026]V
corr
＝0.017
×
v
‑
0.138
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0027]在式(4)中，A为根据腐蚀失重实验得到的系数。
[0028]优选的，在步骤S2中，腐蚀速率预测模型A1如式(9)所示：
[0029][0030]优选的，在步骤S3中，令X1＝f1(x1)，X2＝f2(x2)，
…
，Xn＝f
n
(x
n
)，随机误差为ξ，则因变量Y与各自变量(X1，X2，
…
，Xn)的回归模型Y2如式(10)所示：
[0031]Y＝K1X1+K2X2+
…
+K
n
X
n
+ξ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0032]在式(10)中，K1，K2，
…
，Kn为回归系数。
[0033]优选的，在步骤S4中，腐蚀速率预测模型A2如式(11)所示：
[0034][0035][0036]优选的，在步骤S5中，腐蚀速率预测模型A3如式(12)所示：
[0037][0038]在式(12)中，B为管道形态以及流型修正系数。
[0039]本专利技术的有益效果是：
[0040]形成了一种页岩气集输管道的腐蚀速率预测模型，该模型考虑了温度、CO2分压、Cl
‑
浓度、HCO3‑
浓度、SRB含量和流速，且预测值与页岩气管道开挖点的实测腐蚀速率值吻合度达到70％，该预测管道内腐蚀速率的技术，可根据评估结果采取及时有效的措施，不受管道实际敷设状态影响且不用大量开挖，相比内检测工艺简单，节省费用，是控制管道内腐蚀有效方法且能降本增效的方法。
具体实施方式
[0041]下面结合实施例本专利技术进行详细说本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、模拟页岩气集输管道沿线温降，获取页岩气集输管道沿线的各腐蚀性介质参数变化情况，非模拟参数选用入口处定值；S2、基于多元非线性回归方法，根据腐蚀速率与各腐蚀性介质参数的关系，以腐蚀速率作为因变量，各腐蚀性介质参数作为自变量，分别建立回归模型Y1和腐蚀速率预测模型A1；S3、确定各腐蚀性介质参数与腐蚀速率的拟合关系，基于多元非线性回归方法，以回归模型Y1整体作为多元非线性回归的自变量，建立回归模型Y2，计算回归模型Y2的回归系数和随机误差；S4、利用回归模型Y2的回归系数和随机误差，对腐蚀速率预测模型A1进行修正，得到腐蚀速率预测模型A2；S5、根据管道形态以及流型对腐蚀速率预测模型A2进行修正，得到腐蚀速率预测模型A3，使用腐蚀速率预测模型A3对页岩气集输管道的腐蚀速率进行预测。2.根据权利要求1所述基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，其特征在于，在步骤S1中，腐蚀性介质参数包含页岩气集输管道沿线的温度、CO2分压、Cl
‑
浓度、HCO3‑
浓度、SRB含量和流速。3.根据权利要求2所述基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，其特征在于，在步骤S2中，令腐蚀速率为因变量Y，各腐蚀性介质参数为自变量x
i
，i为1～n，n为腐蚀性介质参数的种类个数，即x
i
表示第i个腐蚀性介质参数，根据腐蚀速率与各腐蚀性介质参数的关系，分别建立回归模型Y1见式(2)所示：Y＝f
i
(x
i
)
ꢀꢀ
(2)。4.根据权利要求3所述基于多元非线性拟合的页岩气集输管道腐蚀速率预测方法，其特征在于，在步骤S2中，温度T与腐蚀速率V
corr
的关系如式(3)所示：V
corr
＝0.0023
×
T
‑
0.019
ꢀꢀ
(3)CO2分压与腐蚀速率V
corr
的关系如式(4)所示：Cl
‑
浓度L与腐蚀速率V
corr
的关系如式(5)所示：V
corr
＝

【专利技术属性】
技术研发人员：彭星煜，葛枫，龚建华，徐一彬，杨虎，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：