一种冲蚀-二氧化碳腐蚀耦合作用下的天然气注采井管柱腐蚀速率的确定方法

摘要

本发明属于油田设备技术领域，具体提供了一种冲蚀‑二氧化碳腐蚀耦合作用下的天然气注采井管柱腐蚀速率的确定方法，包括步骤：1)建立管柱内组分传热、流动与扩散模型；2)建立管柱壁面二氧化碳腐蚀模型，并确定二氧化碳腐蚀过程中产物层对腐蚀速率的影响；3)建立介质冲刷对管壁基材、腐蚀层的磨损模型。4)将以上三模型进行耦合，确定天然气注采井管柱的腐蚀速率。本发明通过天然气注采井管柱中的冲蚀‑电化学腐蚀耦合作用机理，建立气井管柱腐蚀速率预测模型，能够有效预测天然气注采井管柱的腐蚀速率，为携二氧化碳及液态水的天然气注采井管柱安全性提供技术参考。

主权项

一种冲蚀‑二氧化碳腐蚀耦合作用下的天然气注采井管柱腐蚀速率的确定方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：根据流体力学理论与天然气注采涉及的运动状态，建立各组分传热、流动与扩散数学模型，计算管壁处压力、温度、速度梯度、各组分浓度分布以及剪切力；步骤二：根据二氧化碳腐蚀理论，在对气井管柱腐蚀数据的详细分析的基础上，建立二氧化碳腐蚀模型，确定二氧化碳腐蚀过程中腐蚀产物层对于该环境下电化学腐蚀速率的影响，引入腐蚀层厚度对腐蚀速率的影响因子；步骤三：根据冲刷磨损理论，对天然气井注采数据的详细分析基础上，建立注采过程的冲蚀模型，以流体能量损失数据为基础，采用能量磨损理论建立冲蚀模型，并确定冲刷过程对腐蚀产物层及管壁基体冲刷磨损速率系数；步骤四：将以上步骤一至步骤三所述各模型进行耦合计算，计算出管内的温度、压力、入口流速对腐蚀速率的影响，确定天然气气井管柱的安全服役参数。