2022-KJ-2-018油气井筒完整性腐蚀评估与防护关键技术

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2022-KJ-2-018油气井筒完整性腐蚀评估与防护关键技术

日期：2023年01月15日来源：中国腐蚀与防护学会分享：

获奖项目编号：	2022-KJ-2-018
获奖项目名称：	油气井筒完整性腐蚀评估与防护关键技术
第一完成单位：	西南石油大学
项目联系人：	唐鋆磊
联系人电话：	18608039391
联系人邮箱：	tangjunlei@126.com
项目简介：
油气井筒是保障油气开发最重要的设施部件之一，在服役过程中面临着复杂而苛刻的渐变性腐蚀环境。油气开采从初期到中后期的过程中，腐蚀环境逐渐变得越来越恶劣，导致井筒材料的腐蚀风险持续提升，腐蚀控制难度持续增大，是油气生产安全中的严峻挑战，也加剧了由金属报废所产生的间接碳排放。在国内外相关研究中缺少精确刻画腐蚀环境变化导致的渐变性腐蚀行为描述方法；缺乏较为可靠的井筒剩余寿命动态评估预测方法；油气井通常采用被动防腐，导致防护措施对腐蚀环境变化具有滞后性。因此建立评估-预测-检监测-主动防护的防腐蚀技术体系，是维护油气井井筒完整性，保障国家油气能源安全的重要研究方向。本项目研发了油气井筒完整性腐蚀评估与防护关键技术：（1）在深入揭示不同油气田井筒材料服役过程中的“环境-时间演化”关系与“环境-腐蚀速率”关系的基础上，提出了“腐蚀速率/深度-时间”连续方程，从而为寿命评估与在不同开发阶段采取针对性的腐蚀控制策略提供了理论基础；（2）基于腐蚀机理和工程测井，创立了基于“腐蚀速率-时间”连续方程、“腐蚀空间形貌-时间”四维模型与结构有限元三维仿真的耦合计算模型，实现了以“年”为单位的井筒服役寿命预测；（3）创新性绘制了“CO2/H2S气体分压-含水率”腐蚀图版，针对井筒的不同服役阶段开发了系列化高效缓蚀剂及抗酸防腐涂层，根据井筒不同服役阶段的腐蚀发展趋势，制订了主动性的腐蚀防护措施和实施工艺，在发现严重腐蚀现象之前提前实施。油气井筒完整性腐蚀评估与防护关键技术突破了传统油气井完整性管理中选材与腐蚀防护通过简单因素考核或者最苛刻环境考核的局限，国内外未见类似报道，技术独特，创新性鲜明。该技术在油气开发领域，以及化工、城市管网等管道系统完整性管理领域有重要的推广价值。本项目成果在我国海外单体最大作业量伊拉克哈发亚油田等获得大规模应用，结合油气田区块开发战略，通过合理选材并建立井筒完整性腐蚀防护方案，在有效降低腐蚀风险的同时降低了开采成本，提升了我国国际石油开发话语权，保障了国家油气能源安全。同时该成果能够控制油气田开采周期内因腐蚀问题引发的环境问题，降低生产能耗和温室气体无组织逸散，助力国家“碳达峰碳中和”战略目标。本成果共发表SCI论文17篇，中文核心14篇；国内大会邀请报告2次，授权发明专利7件；形成了10份工程指导文件。先后在国内外应用于30余作业区块，累计200余井次展开了井筒剩余寿命评估、关键防护技术建议及实施，显著提高了油气井井筒完整性的腐蚀防护能力，有效延长了服役寿命。应用本项目的单位累计节支9000万元，仅为哈发亚油田每口井的油层套管就节约200万美元（约600口），间接经济价值预计将超过20亿元，具有重大的经济和社会价值。