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油气田开发管道的冲刷腐蚀问题要注意

已有 2097 次阅读 2016-8-9 16:43 |系统分类:科研笔记

   随着深层含CO2气藏的开发、油田注CO2强化开采工艺的发展以及地热井的开发等,CO2腐蚀与防护问题,受到业界的重视。国外很多著名的大石油公司和研究单位,都在大力从事这方面的研究。

我国气田开发中CO2腐蚀问题也相当突出。四川威远气田、中坝气田、川东气田和华北油田含CO2的气井,油管、集气站设备,甚至脱硫后的长输管线等都发生了油管腐蚀穿孔、断裂,管线多次爆破等严重的腐蚀问题,其腐蚀环境及腐蚀特征公认属于CO2腐蚀。不含H2S,只含CO2的天然气,称为“甜气”(sweet gas),CO2腐蚀又称为甜气腐蚀(sweet corrosion)。

四川某气井出产“甜气”,在开采14个月以后,发生油管断裂落井事故,致使气井报废。气井失效事故发生后,油管断裂,难以根据现场操作情况分析事故原因。为了分析事故原因,提供基础数据,再现该井在不同工作条件下开采时,天然气在井口、阀门等重点部位的流动状况和CO2冲刷腐蚀状况,要求采用数值模拟技术。对气液两相流冲刷腐蚀进行数值模拟,目前在国际上也是前瞻性课题,公开报导的研究结果很少。

   针对该气井开采过程中的多相流冲刷腐蚀状况,建立了数值模拟模型。模型处理包括:变径部位、台阶、螺纹等处的二氧化碳冲刷腐蚀特征。数值模拟模型采用了Eulerian-Eulerian 双流体数值模拟方法,设置了非均匀结构化网格,柔性水溶液液滴与壁面作用则用Isijj 模型来反映。根据二氧化碳冲刷腐蚀的气液两相流特点和液体颗粒金属表面的冲击和冲刷腐蚀行为,考虑了CO2水溶液液滴群的冲刷腐蚀,针对现场3种典型工况进行了数值模拟分析。数值模拟结果,揭示了不同几何结构部位的冲刷腐蚀机理和腐蚀发展状况,真实地再现了采气过程中天然气的流动状况,为分析和探索851气井油管腐蚀断裂落井的原因,提供了重要的依据。建立的方法和所得的结果,对解决其他气井的CO2腐蚀问题,具有普遍指导意义。




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