[发明专利]高酸气井环空保护液性能评价装置及评价方法

说明书

本发明公开了一种高酸气井环空保护液性能评价装置，其包括：井筒模块，其包括套管、油管和油管封隔器，套管、油管和油管封隔器围合形成油套环空，井筒模块设有多个气体泄漏点、环空保护液泄漏点和多个环空保护液取样孔，套管外表面设有电加热套；环空保护液加注模块，其向井筒模块注入环空保护液；实验气体调配模块，其向井筒模块导入实验气体；以及数据采集分析模块，其与环空保护液加注模块和实验气体调配模块通信连接。本发明还公开了一种高酸气井环空保护液性能评价方法。本发明能够模拟高酸气井的工况，在此基础上研究环空保护液的防护性能及其变化规律，为实际生产提供参考和支撑，降低管柱腐蚀泄漏风险，从而避免严重事故发生。

技术领域

本发明涉及三高油气田安全开发技术领域，特别涉及一种高酸气井环空保护液性能评价装置及评价方法。

背景技术

三高油气田是指具有储量丰度高、气藏压力高、硫化氢含量高等特点的油气田，随着国内的能源需求量日益增大，为保证我国能源战略安全，我国石油勘探力度不断加强，勘探范围不断扩大，越来越多的西南、西北的三高区块进入开发范围。

由于高浓度硫化氢的存在，使三高油气田的勘探开发过程中存在着诸多重大风险。油套环空含硫化氢是指由于永久封隔器渗漏、油管接头气密封丝扣渗漏、油管点蚀而导致油管中的气体通过泄漏点进入由生产套管和油管所组成环形空间中。硫化氢泄露至油套环空，会导致油套环空硫化氢分压过高腐蚀加剧，存在造成生产套管、井下管柱、井口装置腐蚀失效风险；严重时油套串通，导致环空保护液漏失严重，无法有效保护生产套管，一旦发生硫化氢泄露将会导致极其严重的伤亡事故。

目前，油田现场主要通过加注环空保护液的措施来中和泄露的硫化氢，已达到保护生产套管、井下管柱、井口装置的目的，但随着硫化氢的持续泄露，环空保护液逐渐被污染而失去保护效应，此时需要重新加注。然而，不同工况对环空保护液的有效保护时间等性能有一定影响，这给加注时机的判断造成了一定困难，若没有及时加注可能会导致环空保护液持续与硫化氢气体反应最终由碱性变为酸性，导致油套管在酸性环境下腐蚀，长时间的话可能导致套管腐蚀穿孔，酸气外窜至地面，且这种套管泄露是无法进行修补的，只能封井，会给企业造成巨大的人员伤亡风险和经济损失；若加注时间过早会导致生产运行成本增加。因此，亟需一种能够评价环空保护液的有效防护时间等性能的装置和方法，以便为实际生产中环空保护液的使用和选择提供参考和支持，降低管柱腐蚀泄漏风险，进而避免由此导致的严重事故发生。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的之一在于，提供一种环空保护液性能评价装置及评价方法，从而得到不同工况下环空保护液的性能，为实际生产中环空保护液的使用和选择提供参考。

为实现上述目的，根据本发明的第一方面，本发明提供了一种高酸气井环空保护液性能评价装置，其包括：井筒模块，其包括套管、油管和油管封隔器，套管、油管和油管封隔器围合形成油套环空，井筒模块设有多个气体泄漏点、环空保护液泄漏点和多个环空保护液取样孔，套管外表面设有电加热套；环空保护液加注模块，其向井筒模块注入环空保护液；实验气体调配模块，其向井筒模块导入实验气体；以及数据采集分析模块，其与环空保护液加注模块和实验气体调配模块通信连接。

进一步，上述技术方案中，电加热套分为多段，电加热套的加热模式为各段等温加热或各段梯度变温加热。

进一步，上述技术方案中，油管设有井下安全阀，井下安全阀高于油管封隔器。

进一步，上述技术方案中，井下安全阀由液压泵控制开启和关闭，液压泵连接有第一泄压三通。

进一步，上述技术方案中，套管设有气体反排口和实验气体注入口，气体反排口和实验气体注入口均低于油管封隔器，气体反排口与废气处理模块相连接。

进一步，上述技术方案中，多个环空保护液取样孔均匀分布在套管的外壁上。