论文摘要
随着大庆油田开发年限的增加和开发程度的加深,CO2腐蚀作为一直困扰油气工业的严重问题,找到其合理的解决方法就显得越来越迫切。尤其是在开发后期,采出系统中CO2浓度还呈现出逐年增加的趋势。为了合理有效地解决CO2浓度增加所带来的问题,需要从源头找到CO2浓度增加的原因。本课题研究了历年来原油伴生气中C02的含量变化,并通过实际跟踪监测获得了部分油气井中的CO2浓度数据。通过气相色谱等手段,分析得到了采油四厂原油伴生气中的CO2含量变化的规律。数据显示大庆原油伴生气中CO2浓度的变化规律呈现出近年来逐渐增加的趋势。以2000年到2010年的数据来看增加了286%,监测到的最大增加值为296%。实验对现场采集的天然气样品,通过气质联用等手段分析CO2碳同位素特征值d13CCO2,其中大部分样品的碳同位素特征值δ13CCO2>+10‰,表现出普遍偏重的特征,造成这种现象的原因是细菌还原所致。并结合多种成因分析方法,得出原油伴生气中的C02大部分来自碳酸盐岩受热分解,即混合气以无机成因为主。实验研究了油藏微生物硫酸盐还原菌（SRB）、腐生菌（TGB）、铁细菌（FB）、石油烃降解菌（HDB）等与CO2气体的相互作用情况。在相同CO2浓度情况下,与CO2接触的过程中,多数试样中FB和HDB的浓度随时间的变化略有增加（变化量为100-101个数量级）,而TGB和SRB的浓度随时间的增加而明显减少（变化量为102-104个数量级）；试样中的CO2浓度实验初期会略有减少,后期随着FB、TGB、SRB和HDB等微生物分解代谢有机物,以及HDB对石油烃的分解,产生的C02使其浓度逐渐增加。实验研究了聚合物,表面活性剂,碱以及现场应用的两种破乳剂和一种防垢剂与CO2单独作用的情况,以考察三元复合驱中所用主要药剂对CO2浓度的影响。结果表明,聚合物、表面活性剂对CO2的含量影响较小（12.8%-16.9%）,碱性溶液会降低气相中CO2的含量,采出系统化学药剂破乳剂和缓蚀剂（1.5%-11.8%）对CO2的浓度影响不大。实验考察了CO2浓度增加对强碱三元复合体系中的碱浓度、粘度和界面张力的变化影响。随着与C02接触时间的增加,三元体系中碱浓度在降低；随着碱浓度的增加,三元体系粘度逐渐降低,随着与CO2接触时间的增加粘度也呈逐步减小的趋势。单纯的CO2对体系粘度影响不大；三元体系界面张力随着碱浓度的增加而减小。对比空白样,CO2的存在可以降低体系的界面张力。实验着重分析了CO2对油田采出系统腐蚀、结垢的影响。通过挂片实验并模拟油田现场环境,研究了不同CO2浓度不同采出液对油田常用碳钢A3钢和20#钢的影响。在加入100ml CO2的三元驱采出液中腐蚀速率为3.297×10-2（mm/a）,未加入CO2的三元驱采出液中腐蚀速率为1.726×10-2（mm/a）,前者大约是后者的二倍。20#钢较A3钢更耐腐蚀；三元采出液较聚驱采出液更易腐蚀钢片；CO2气体的加入可以加剧钢片的腐蚀。
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摘要ABSTRACT创新点摘要前言第一章 文献综述2浓度增加的情况'>1.1 大庆油田原油伴生气中CO2浓度增加的情况2对油气工业生产的危害'>1.2 CO2对油气工业生产的危害2腐蚀的类型'>1.3 CO2腐蚀的类型2腐蚀机理'>1.4 CO2腐蚀机理2对钢腐蚀的影响因素'>1.5 CO2对钢腐蚀的影响因素1.5.1 钢材的材质的影响2分压的影响'>1.5.2 CO2分压的影响1.5.3 温度的影响1.5.4 腐蚀产物膜的影响1.5.5 流速的影响1.5.6 pH值的影响2S分压的影响'>1.5.7 混合气中H2S分压的影响2+、Mg2+含量的影响'>1.5.8 溶液中Ca2+、Mg2+含量的影响-含量的影响'>1.5.9 溶液中Cl-含量的影响2腐蚀控制方法'>1.6 目前常用的CO2腐蚀控制方法1.6.1 使用表面涂层处理技术1.6.2 使用阴极保护技术1.6.3 选用合适的缓蚀剂1.6.4 选用耐腐蚀管材1.6.5 改变使用环境1.6.6 加强腐蚀监测控制1.7 本课题研究的意义和内容2含量变化规律'>第二章 历年来原油伴生气中CO2含量变化规律2含量变化规律'>2.1 大庆油田历年来CO2含量变化规律2含量的测定'>2.2 采油四厂原油伴生气中CO2含量的测定2.2.1 实验材料2.2.2 实验方法2.2.3 实验结果与讨论2.3 本章小结2的成因的研究'>第三章 原油伴生气中CO2的成因的研究3.1 碳同位素的基本特征、二氧化碳气体成因分类及判别方法3.1.1 自然界中碳同位素的分布3.1.2 自然界中碳同位素的分馏3.1.3 二氧化碳气体成因分类3.1.4 二氧化碳气成因判别方法2碳同位素的测定及分析'>3.2 原油伴生气中CO2碳同位素的测定及分析3.2.1 实验原理3.2.2 实验所用仪器和设备及原理3.2.3 实验方法3.2.4 实验结果2成因分析'>3.2.5 原油伴生气中CO2成因分析3.3 本章小结2浓度增加原因分析'>第四章 原油伴生气中CO2浓度增加原因分析2含量变化的影响'>4.1 油藏中微生物对CO2含量变化的影响4.1.1 油藏中的微生物4.1.2 实验相关菌种及其特征4.1.3 油田采出水及其特性4.1.4 油藏微生物与原油伴生气关系4.1.5 大庆油田采油四厂中的微生物2含量变化的影响'>4.1.6 微生物对CO2含量变化的影响2含量变化的影响'>4.2 注入化学药剂对CO2含量变化的影响4.2.1 油田生产中注入的化学药剂2含量变化的影响'>4.2.2 聚合物对CO2含量变化的影响2含量变化的影响'>4.2.3 表面活性剂对CO2含量变化的影响2含量变化的影响'>4.2.4 碱对CO2含量变化的影响2含量变化的影响'>4.3 采出液集输过程中加入药剂对CO2含量变化的影响4.3.1 集输过程中加入药剂2含量变化的影响'>4.3.2 破乳剂对CO2含量变化的影响2含量变化的影响'>4.3.3 缓蚀阻垢剂对CO2含量变化的影响2在原油和采油注剂中溶解度的影响'>4.4 CO2在原油和采油注剂中溶解度的影响4.4.1 实验方法4.4.2 实验结果与讨论2对采出液中六项离子浓度的影响'>4.5 CO2对采出液中六项离子浓度的影响4.5.1 实验方法4.5.2 实验结果与讨论4.6 本章小结2对强碱三元复合体系的影响'>第五章 分析CO2对强碱三元复合体系的影响5.1 强碱三元复合体系综述5.1.1 三元复合驱技术特点5.1.2 影响三元复合驱效果的主要因素2对三元体系中碱、粘度和界面张力的影响'>5.2 不同浓度CO2对三元体系中碱、粘度和界面张力的影响5.2.1 实验方案2对三元体系中碱浓度的影响'>5.2.2 不同浓度CO2对三元体系中碱浓度的影响2对三元体系粘度的影响'>5.2.3 不同浓度CO2对三元体系粘度的影响2对三元体系界面张力的影响'>5.2.4 不同浓度CO2对三元体系界面张力的影响2气体对不同碱浓度的三元体系中碱、粘度和界面张力的影响'>5.3 CO2气体对不同碱浓度的三元体系中碱、粘度和界面张力的影响5.3.1 实验方案2对不同体系中碱浓度的影响'>5.3.2 CO2对不同体系中碱浓度的影响2对不同体系中粘度的影响'>5.3.3 CO2对不同体系中粘度的影响2对不同体系中界面张力的影响'>5.3.4 CO2对不同体系中界面张力的影响5.4 本章小结2对油田采出系统腐蚀、结垢的影响程度'>第六章 分析CO2对油田采出系统腐蚀、结垢的影响程度2对不同材质钢材腐蚀的影响'>6.1 不同浓度下CO2对不同材质钢材腐蚀的影响2对钢材的腐蚀速率'>6.1.1 CO2对钢材的腐蚀速率2气体对钢片的腐蚀类型'>6.1.2 CO2气体对钢片的腐蚀类型2对钢材的腐蚀速率及CO2浓度的变化'>6.1.3 CO2对钢材的腐蚀速率及CO2浓度的变化6.2 腐蚀产物结构和产物膜的微观分析6.2.1 腐蚀钢片的SEM微观分析6.2.2 腐蚀试片的XRD分析6.2.3 钢片表面产物分析2对油田采出系统结垢的影响'>6.3 CO2对油田采出系统结垢的影响2导致的油田采出系统结垢机理'>6.3.1 CO2导致的油田采出系统结垢机理2对油田采出系统结垢情况的影响'>6.3.2 CO2对油田采出系统结垢情况的影响6.4 结垢产物的微观分析6.4.1 结垢产物的SEM微观分析6.4.2 结垢产物的XRD分析6.4.3 结垢产物的主要成分6.5 本章小结结论参考文献发表文章目录致谢附录详细摘要
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