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《中国石油大学》 2009年
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无固相复合盐水钻井完井液对钻具腐蚀规律与防护技术研究

经淑惠  
【摘要】: 无固相复合盐水钻井完井液,因其具有较好的油气层保护作用在现场中得到了越来越多地应用,但加重时需要加入大量的一价、二价有机及无机阴、阳离子,它们对钻具构成一定的腐蚀作用。 本文通过电化学法和失重法对G105钢在不同盐水中腐蚀速率的试验,研究表明,在单一盐水中,腐蚀速率排序为:ZnCl_2〉ZnBr_2〉NaCl NaBr〉CaBr_2(高温时比NaCl还大)〉MgCl_2〉KCl〉CaCl_2〉甲酸钠甲酸钾,温度和溶解氧含量是影响腐蚀速率的主要因素;在复合盐水中,Cl-浓度的变化对腐蚀速率影响最大,而Br-浓度的变化对腐蚀速率的影响相对较小。Ca~(2+)浓度的变化比Mg~(2+)对腐蚀速率的影响稍大。离子间交互作用分析得出溶液中Mg~(2+)和Ca~(2+)的浓度比为15时腐蚀速率最小。在常温情况下,腐蚀速率主要受溶解氧含量的影响,随复合盐水密度的增加,溶解氧含量减少,腐蚀速率略有下降;在试验时间相同的条件下,温度升高,低密度的复合盐水(密度1.20g/cm~3)中,复合盐水对钻具的腐蚀速率加大;较高密度(1.30左右g/cm~3)的复合盐水在相同的试验温度及时间内对钻具的腐蚀速率略低;对于高密度复合盐水(1.50 g/cm~3),随密度增大,溶液的pH值下降很快,复合盐水对钻具的腐蚀由盐腐蚀转化成酸腐蚀,腐蚀速率增大。 用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线衍射分析,分析探讨了不同种类、不同浓度的盐水溶液对钻具的腐蚀规律,结果表明:腐蚀产物主要为β-FeOOH。去除腐蚀产物膜后,基体基本没有点蚀,为均匀腐蚀,G105钢耐点蚀能力较强。 运用动电位扫描极化曲线法、交流阻抗法、动态腐蚀试验等方法进行了缓蚀剂的筛选与复配,优选了三种与无固相复合盐水钻井完井液配伍性良好的缓蚀剂。 高温高压动态试验评价及现场试验表明,缓蚀剂与钻井液用处理剂配伍性好,对钻井完井液性能影响小,缓蚀率达到80%以上,钻井液对钻具的腐蚀速率均小于0.05mm/a。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TE254

【参考文献】
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