高温高压在线腐蚀监测技术研究现状与进展

综述了电化学腐蚀电位,电化学阻抗谱,电化学噪声,声发射等几种在线腐蚀监测技术在高温高压水环境中应用的研究现状,分别讨论了每种技术在数据获取和解析方面存在的困难与解决的办法,指出了该领域存在的主要问题及进一步的研究方向.     

核电站蒸汽发生器传热管用Inconel合金在高温高压水中的腐蚀行为研究

研究了核电站蒸汽发生器传热管用合金材料在模拟压水堆一回路水环境中形成的腐蚀氧化膜,首次获得了原位振动光谱。Inconel 600合金的拉曼谱中存在3个峰,540 和610 cm^-1拉曼峰源自于表面生成的Cr₂O₃氧化膜,670 cm^-1峰对应于表面生成的FeCr₂O₄尖晶石产物,随着电位的增加,670 cm^-1峰的相对强度显著增强。Inconel 690合金的表面氧化膜由Cr₂O₃构成,不含NiO或尖晶石成份。Inconel 600合金发生应力腐蚀开裂 (SCC) 的敏感性与其表面氧化膜的变化存在关联性。Inconel 690合金尚未发现SCC现象,这与其表面生成的稳定的氧化膜有关。     

丁山区块深层页岩气水平井固井技术

丁山区块页岩层埋藏深,温度、地层压力和破裂压力高,为了满足分段压裂和长期开采的要求,需要对深层页岩气水平井固井技术进行深入研究.在分析深部页岩地层固井难点的基础上,利用数值模拟分析了分段压裂对水泥石力学性能的要求;针对高温高压的地层特点及分段压裂要求,研制开发了高强度弹性水泥浆体系,同时优化前置液,以增强前置液耐温及润湿反转能力,提高固井质量.室内评价试验表明,弹性水泥浆体系耐温140 ℃以上,最低弹性模量达4.5 GPa,水泥石渗透率0.07 mD,前置液140 ℃热滚后7 min内的冲洗效率达100%.弹性水泥浆体系及配套工艺技术在丁页2-HF井进行了现场试验,固井质量优质,其中一界面优质井段达到96%以上,满足地面压裂施工压力105 MPa对水泥环完整性的要求.应用效果表明,弹性水泥浆体系、前置液体系及配套工艺能满足丁山区块深层页岩气水平井固井要求,确保了页岩气水平井压裂改造措施的顺利实施.      

高温高压平衡水条件下煤吸附CH4实验

以北皂矿的褐煤、蔡园矿的气煤、西曲矿的焦煤和古汉山矿的无烟煤作为研究煤样,模拟深部煤层的实际温度、压力和水分含量条件,进行高温高压平衡水条件下煤吸附CH4实验.实验结果表明：褐煤的朗格缪尔体积(VL)随温度的升高而减小;焦煤的朗格缪尔体积随温度的升高而增大;气煤和无烟煤的朗格缪尔体积随温度的升高先增大,后减小。研究表明：煤层埋藏深度增加,温度增高,吸附量减小;温度增高,平衡水分含量降低;平衡水分含量降低,吸附量增大.高温高压平衡水条件下煤吸附CH4的实验结果表现的特性是由于压力、温度和水分对煤吸附的综合作用的结果.在开展深部煤层等温吸附实验研究时,应该选用与模拟深度相对应的温度下平衡水含量的煤样。     

低品位氧化钼钨精矿高温高压碱浸工艺工业生产实践

内蒙古某钼钨多金属矿主要以氧化钼为主, 伴生金和白钨, 矿石性质复杂, 浮选出的氧化钼钨精矿品位低(MoO₃ 3％～5.5%, WO₃≤1.5%), 为了实现低品位氧化钼钨精矿综合利用, 采用高温高压碱浸对低品位氧化钼钨精矿进行处理, 利用氯化钙直接沉淀钼钨, 得到钨钼酸钙精矿, 实验确定了最佳工艺方案和技术条件, 经中试和工业生产实践获得了成功。生产结果表明: 当纯碱加入量为矿样钼含量的2.3倍, 温度175 ℃, 液固比2∶1, 浸出时间90 min, 钼钨的浸出率可达到99%; 当氯化钙加入量为矿样钼含量的2.0倍、沉淀温度70 ℃、沉淀时间30 min, 生产出的钼钨酸钙平均品位为钼35.48%、钨7%, 钼回收率96.17%, 较好的解决了该多金属矿综合回收利用的技术难题。     

含水凝析气相态特征及非平衡压降过程产液特征

气态水的存在对凝析气藏相态特征的影响不容忽视,常规的相态测试过程无法模拟含水凝析气田开发过程中近井带的非平衡压降过程的实际产液特征。利用PVT筒开展了含气态水凝析油气体系相态特征实验,研究了气态水对凝析气相态特征的影响,并通过缩短凝析气体系定容衰竭过程的平衡时间,模拟含水凝析气田开发过程近井带的非平衡压降衰竭过程,对比分析了非平衡压降过程含水凝析气体系中凝析油、水的抽提蒸发效应。结果表明,气态水的存在引起了凝析油气体系中重质含量的增加,导致露点压力升高,反凝析提前,最大反凝析压力提高,反凝析液量增加。含水凝析油气体系在非平衡压降衰竭过程中,由于气液相体系未达平衡,导致液相滞后析出并随气相运动一起被采出,造成凝析油采出程度和产水量提高,且非平衡压降速度越大,凝析油采出程度越高。因此,凝析气田近井带的非平衡压降有利于凝析油的开采并缓解液锁的发生。     

伊朗雅达油田完井工艺

伊朗雅达油田油气藏较为发育,上部主力油层 Sarvak油层具有产出物腐蚀性气体含量高、沥青质含量高等特点;下部主力油层 L.Fahliyan油层（分 L.Fahliyan上部小层和 L.Fahliyan下部小层）具有油层高温高压、产出物腐蚀性气体含量高和潜在固相产出等特点。针对上述特点,开展了完井工艺设计研究。综合考虑油层稳定性、地层压力体系和已钻井测试情况,提出 Sarvak油层采用裸眼下割缝筛管完井;对于 L.Fahliyan 油层,如果独立开采 L.Fahliyan 上部小层（不揭开 L.Fahliyan 下部小层）,采用裸眼下割缝衬管完井;如果先开采 L.Fahliyan下部小层,再开采 L.Fahliyan上部小层,则均采用套管射孔完井。对完井管柱和射孔方案进行了优化设计。现场进行了 10口井的完井作业,所有作业均一次成功,试油产量基本达到设计产能,表明完井方案设计合理,达到了预期的效果。     

高温高压凝析气井全过程欠平衡设计

针对高温高压凝析气井钻井过程中的储层伤害问题,在对国内外最新设计方法综合研究分析的基础上,开展了室内试验和软件模拟,提出了一种新的全过程欠平衡设计方法。该方法综合分析了井控安全、井壁稳定性、储层凝析气反凝析发生的油锁伤害和毛细管力引起的水锁伤害等因素。同时,在计算水力参数时考虑了温度和压力对钻井液密度和黏度的影响。为了保证在钻进、起下钻和接单根整个钻井过程中井底一直处于欠平衡状态,配套安装了旋转防喷器、井下套管阀等工具和设备,优化了施工工艺。采用该方法对沙特B-0008井进行了详细的设计分析。该设计方法既能保证井下安全,又能避免储层伤害,提高了探井发现油气的成功率。      

克深2气田井筒堵塞机理及解堵工艺

塔里木油田库车山前克深2气田76%的气井存在井筒堵塞问题,导致油压、产气量下降,甚至关井停产。现场采用连续油管冲砂取样得到井筒堵塞呈局部井段堵塞特征,采用“微观+宏观”分析方法得出堵塞物主要为碳酸钙结垢,并且存在“井周储层+井筒”复合堵塞情况。研发的“9%盐酸+1%氢氟酸”解堵液体系,溶垢能力94.42%,溶砂能力34.17%,对13 Cr油管的腐蚀速率满足行业标准要求;基于堵塞规律认识制定出以“油套是否连通”和“有无挤液通道”为主要考虑因素的4套解堵工艺,并将“井筒解堵”升级为“井筒-井周储层”系统解堵。截至2019年底,克深2气田共实施气井解堵作业14井次,有效率86%,解堵后单井平均油压由29.7 MPa上升至44.1 MPa,单井平均无阻流量由26.8×104 m3增加至123.3×104 m3,增产3.6倍,实现躺井、异常井的高效复产,为国内外与库车山前高压气田具有相同地质及井况条件的其他油田堵塞治理提供借鉴。     

抗高温油基钻井液用提切剂的研制及性能评价

针对油基钻井液在施工过程中流变性难以调控,钻井液泥浆动静切力比较低、容易发生沉降等问题,研制了一种抗高温油基钻井液用提切剂,在高温条件下仍能保持有效的提切性能。采用高纯度二聚酸(98%)、多烯多胺以及多元醇胺为原料,通过四元共聚法合成了一种可抗高温的油基钻井液用提切剂(命名为FPR-1),并对其做结构表征和性能评价。结果表明:提切剂FPR-1满足分子结构要求,可显著增强油基钻井液体系的动静切应力和电稳定性,动切力从6 Pa提高到12 Pa,破乳电压高达1 496 V,提高了钻井液降滤失效果,滤失量仅2.4 mL,且观察滤饼厚度极薄,泥饼质量得到极大的改善,更重要的是其抗温能力可达到220℃,适用于高温高压地层环境,解决了现场施工过程中泥浆流变性难以调控及钻遇高温高压地层钻井液部分性能失效的难题。