油气开采井筒腐蚀结垢与堵塞机理
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作者万里平//文云飞//桑琴|责编:彭爱铭
出版社化学工业
ISBN9787122429810
出版时间2023-06
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定价128元
货号1202933465
上书时间2024-06-06
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目录
第1章 绪论 001
1.1 生产管柱腐蚀特点及影响因素001
1.1.1 腐蚀特点002
1.1.2 影响因素002
1.2 结垢机理及影响因素的研究现状007
1.2.1 国外研究现状008
1.2.2 国内研究现状009
1.3 井筒堵塞特点及研究现状010
1.3.1 有机垢堵塞的危害010
1.3.2 国外研究现状010
1.3.3 国内研究现状014
第2章 油气井CO2腐蚀 017
2.1 CO2腐蚀机理017
2.2 S135钢在含CO2聚合物钻井液中腐蚀行为018
2.2.1 主要实验设备019
2.2.2 实验用管材及腐蚀介质019
2.2.3 实验步骤020
2.2.4 实验结果021
2.3 G105钻杆和P110油管在含CO2地层水中腐蚀行为029
2.3.1 主要实验设备029
2.3.2 实验用管材及腐蚀介质029
2.3.3 实验结果030
第3章 油气井H2S+CO2共存环境腐蚀 041
3.1 实验方法041
3.2 高温高压腐蚀实验042
3.2.1 温度对平均腐蚀速率的影响042
3.2.2 流速对平均腐蚀速率的影响042
3.2.3 pH值对平均腐蚀速率的影响043
3.2.4 PCO2/PH2S分压比对平均腐蚀速率的影响043
3.2.5 液相/气相腐蚀速率对比043
3.3 腐蚀产物膜分析044
3.3.1 腐蚀产物膜SEM形貌观察044
3.3.2 腐蚀产物膜EDS和XRD分析045
3.3.3 腐蚀产物膜XPS分析048
3.4 腐蚀机理052
3.4.1 二氧化碳腐蚀052
3.4.2 氧腐蚀053
3.4.3 硫化氢腐蚀053
3.4.4 单质硫腐蚀054
3.4.5 电偶腐蚀054
3.5 三点弯曲试验055
3.5.1 试验材料及方法055
3.5.2 裂纹观察及数据处理056
3.5.3 试验结果与讨论056
第4章 油气井H2S+CO2共存环境腐蚀速率预测 060
4.1 H2S+CO2腐蚀速率预测研究现状060
4.1.1 De Waard预测模型061
4.1.2 NorsokM506预测模型061
4.2 腐蚀数学模型的建立063
4.2.1 腐蚀体系中以CO2为主导时的模型064
4.2.2 腐蚀体系中以H2S为主导时的模型065
4.2.3 腐蚀体系中以协同竞争为主导时的模型065
4.3 基于BP神经网络预测腐蚀速率067
4.3.1 BP神经网络结构与运算步骤068
4.3.2 BP神经网络预测模型的建立071
4.3.3 预测结果分析073
4.4 基于遗传算法优化BP神经网络预测腐蚀速率074
4.4.1 遗传算法特点与运算步骤075
4.4.2 遗传算法优化BP神经网络运行步骤076
4.4.3 遗传算法优化BP神经网络预测模型的建立077
4.4.4 预测结果分析078
4.5 腐蚀速率预测探讨084
第5章 空气泡沫驱井筒腐蚀与控制 086
5.1 GY油田现场腐蚀调研086
5.1.1 现场水质分析086
5.1.2 现场腐蚀产物分析088
5.2 地表水配制泡沫的腐蚀模拟实验091
5.2.1 注入空气压力对腐蚀速率的影响092
5.2.2 注入空气温度对腐蚀速率的影响093
5.2.3 空气/泡沫交替注入频率对腐蚀速率的影响095
5.2.4 注入流速对腐蚀速率的影响097
5.2.5 注入空气湿度对腐蚀速率的影响099
5.3 回注水配制泡沫的腐蚀模拟实验102
5.3.1 注入空气压力对腐蚀速率的影响102
5.3.2 注入空气温度对腐蚀速率的影响104
5.3.3 空气/泡沫交替注入频率对腐蚀速率的影响106
5.3.4 注入流速对腐蚀速率的影响108
5.3.5 注入空气湿度对腐蚀速率的影响110
5.4 室内腐蚀模拟实验的腐蚀产物分析112
5.5 空气泡沫驱腐蚀控制措施115
5.5.1 添加缓蚀阻垢剂115
5.5.2 添加杀菌剂119
5.5.3 牺牲阳极保护125
5.5.4 降低注入空气中氧含量129
第6章 环空加注缓蚀剂实验及预膜效果仿真 131
6.1 缓蚀剂优选与评价132
6.1.1 缓蚀剂物化性质测试132
6.1.2 P110试片腐蚀空白实验133
6.1.3 XHY-7缓蚀剂应用效果评价134
6.1.4 CX-19缓蚀剂应用效果评价136
6.1.5 CX-19C缓蚀剂应用效果评价138
6.2 台架实验准备140
6.2.1 实验目的140
6.2.2 实验装置141
6.2.3 实验参数设计141
6.3 实验结果146
6.3.1 临界注气量及缓蚀剂最大注入量实验146
6.3.2 缓蚀剂最小注入量及成膜厚度实验150
6.3.3 两种缓蚀剂预膜效果对比153
6.3.4 堵漏剂加量对缓蚀剂预膜效果影响153
6.4 缓蚀剂流动状态及预膜效果仿真154
6.4.1 模型的建立154
6.4.2 室内缓蚀剂（1型）流动及预膜效果分析154
6.4.3 室内缓蚀剂（2型）流动及预膜效果分析158
6.4.4 两种缓蚀剂室内预膜效果对比161
6.4.5 井下缓蚀剂（1型）流动及预膜效果分析162
6.4.6 井下缓蚀剂（2型）流动及预膜效果分析165
6.4.7 两种缓蚀剂井下预膜效果对比168
6.4.8 缓蚀剂注入全井段管柱预膜效果评价168
第7章 油气井结垢影响因素分析 177
7.1 无机垢形成机理177
7.1.1 碳酸钙结垢机理178
7.1.2 碳酸镁结垢机理179
7.1.3 硫酸钙结垢机理179
7.1.4 硫酸钡结垢机理179
7.2 结垢影响因素分析179
7.2.1 采出液水质分析180
7.2.2 混合比对结垢的影响181
7.2.3 温度对结垢的影响182
7.2.4 压力对结垢的影响183
7.2.5 pH值对结垢的影响183
7.3 阻垢剂筛选184
7.3.1 阻垢剂类型筛选184
7.3.2 阻垢剂浓度筛选185
第8章 硫酸钡溶垢剂的研制及性能评价 187
8.1 硫酸钡溶垢剂主剂的筛选与复配187
8.1.1 溶垢效果评价实验步骤187
8.1.2 溶垢剂单剂筛选188
8.1.3 溶垢剂复配190
8.2 增溶剂对溶垢效果的影响192
8.3 增效剂对溶垢效果的影响192
8.4 分散剂FS-1合成及阻垢性能评价193
8.4.1 合成方法193
8.4.2 合成条件优选194
8.4.3 正交实验197
8.4.4 分散剂红外光谱表征198
8.4.5 分散剂阻垢机理199
8.4.6 分散剂阻垢性能评价200
8.5 硫酸钡溶垢剂配方确定及性能评价201
8.5.1 硫酸钡溶垢剂配方的确定201
8.5.2 硫酸钡溶垢剂性能评价203
第9章 油气井堵塞原因及机理 206
9.1 堵塞物成分分析207
9.1.1 分析方法207
9.1.2 堵塞物物性分析207
9.1.3 堵塞物有机-无机成分分析212
9.2 堵塞物赋存环境分析215
9.2.1 堵塞物浸泡液阴离子测试216
9.2.2 堵塞物浸泡液阳离子测试217
9.3 堵塞原因及机理219
9.3.1 元坝地区气井基本特征219
9.3.2 硫沉积影响因素220
9.3.3 沥青质沉积影响机制225
9.3.4 天然气水合物堵塞影响机制229
9.3.5 腐蚀因素232
9.3.6 缓蚀剂加注因素234
第10章 油气井解堵剂的研制及评价 235
10.1 解堵剂合成235
10.1.1 解堵剂分子设计构想235
10.1.2 解堵剂合成原料及方法的确定236
10.1.3 聚合实验步骤及装置236
10.1.4 解堵剂合成步骤237
10.2 解堵效果分析方法241
10.3 引发剂优选原则242
10.4 合成条件优化242
10.4.1 正交实验242
10.4.2 单因素实验244
10.5 合成解堵剂形貌246
10.6 解堵剂红外光谱表征248
10.6.1 合成产物红外光谱分析248
10.6.2 副产物红外光谱分析248
10.7 复合解堵剂的研制249
10.7.1 无机酸复配实验249
10.7.2 螯合剂评价实验251
10.7.3 溶硫剂复配评价实验252
10.7.4 有机醇复配评选实验253
10.7.5 复合解堵剂研制254
10.8 复合解堵剂室内评价255
10.8.1 地层水配伍性研究255
10.8.2 静态腐蚀速率测试255
10.8.3 抗温性测试256
10.8.4 堵塞物溶解性测试257
第11章 油气井腐蚀结垢与防护措施 259
11.1 辽河油田热采井腐蚀259
11.1.1 热力采油H2S生成机理259
11.1.2 温度对生成H2S的影响260
11.1.3 结果比较262
11.2 四川中坝气田综合防腐263
11.2.1 工艺流程263
11.2.2 采取的防腐技术工程264
11.3 长庆马岭油田井筒腐蚀机理与预防措施265
11.3.1 马岭油田井筒腐蚀机理266
11.3.2 中78井区腐蚀情况268
11.3.3 上里塬井区腐蚀情况及井筒腐蚀主要原因270
11.3.4 马岭油田井筒腐蚀机理及预防措施271
11.4 千米桥油田管线除垢方法 274
11.4.1 目前常用的除垢方法简介 274
11.4.2 千米桥油田油管除垢方法的筛选 275
11.4.3 千米桥油田油管防垢除垢现场应用 278
11.5 塔里木油田重晶石堵塞 278
11.5.1 裂缝型低渗气藏损害机理 279
11.5.2 重晶石解堵剂室内评价 280
11.5.3 现场试验 281
11.6 H区块煤层气井防腐措施 283
11.6.1 加注缓蚀剂技术 283
11.6.2 阴极保护技术 285
11.6.3 涂层防腐技术 286
11.6.4 油管内衬技术 287
11.7 阿姆河油田环空带压综合防治 288
11.7.1 环空带压产生的原因 289
11.7.2 环空带压预防措施 290
参考文献 292
内容摘要
本书在概述油气井开采过程中生产管柱的腐蚀特点、结垢机理、井筒堵塞及其影响因素的基础上，详细阐述了油气井CO2腐蚀、H2S+CO2共存环境的腐蚀、H2S+CO2共存环境中基于遗传算法优化BP神经网络腐蚀速率预测、空气泡沫驱井筒腐蚀机理及控制措施、油井环空加注缓蚀剂参数优化室内台架实验及预膜效果数值模拟，论述了无机垢的形成机理及结垢影响因素、硫酸钡溶垢剂的研制及性能评价，并从油气井堵塞原因和机理出发，对油气井解堵剂的开发及其性能进行了研究。此外，还介绍了国内外各油田在生产过程中发生的油气井腐蚀结垢和井筒堵塞案例。
本书主要供从事钻完井、腐蚀与防护及油气田开发方面的工程技术人员参考，也可作为石油大专院校相关专业的本科生、研究生和教师的参考用书。
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