来源: 中国石油报
中国石油网消息(通讯员 杨兰 周佩 记者肖丹)二氧化碳埋入地下,如何确保封存通道长期安全?长庆油田给出了答案。3月初,长庆油田自主设计的井下腐蚀连续监测技术在现场试验中取得成功。该技术首次实现对CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)井筒腐蚀状况的长期原位监测,并配套形成带压测试工艺,为二氧化碳安全封装配置了“全天候传感器”。
近年来,随着CCUS技术的加快应用,一个关键难题浮出水面:在气水交替、超临界等复杂工况下,二氧化碳因其极强的溶解与渗透能力,可使井筒腐蚀速率达到常规环境的5~10倍。作为二氧化碳注入与封存的唯一通道,井筒的完整性直接关系到埋存安全。然而,传统监测手段却难以满足这一需求。
当前常用的监测方式主要依赖腐蚀挂片,即将金属片下入井中,数月后取出检测。这种方法不仅数据获取周期长、监测信息严重滞后,只能在腐蚀损伤发生后被动补救,还无法实时捕捉工况变化对腐蚀趋势的瞬时影响,导致防腐方案难以精准优化,极大制约了CCUS技术的效果评估与规模化推广进程。
为此,长庆油田技术团队历时3年攻关,锚定“多参数感应、数据传输”的研究方向,自主设计出井下电感探针腐蚀监测装置。该装置采用“电感探针+腐蚀挂片”相结合的复合监测模式,通过向金属试片施加电流信号,实时捕捉腐蚀引起的电阻变化,并转换为电信号,从而精确追踪金属减薄过程。测试显示,其测量精度达到30微米,误差率小于10%,相当于将实验室级别的检测能力延伸至数千米井下。“井下环境高温、高压、强腐蚀。我们研制的这套‘眼睛’,能够耐温125摄氏度、承压60兆帕,从而保证在油水介质中长期稳定工作。”油气工艺研究院油田化学与防腐研究所副所长郭钢说。
为适应井下苛刻工况,技术团队反复优化结构设计:采用厚壁圆筒力学模型,安全系数达4.44,远超1.3的工程设计标准;两道O形密封环确保滴水不漏;低功耗设计让设备在24小时采集一次的频率下,续航长达10个月。目前,该技术已从实验室走向井场,经受住了实战检验。
“截至目前,该技术已在13口井开展现场试验,一次下入成功率达100%,数据传输稳定可靠。”郭钢介绍。依据监测结果,长庆油田已调整区块方案3批次,优化节约防腐费用近千万元。这项技术的突破不仅大幅降低了运维成本,更实现了井下腐蚀监测从“事后分析”到“实时监护”的跨越,为管材寿命预测和防腐策略优化提供了精准的数据支撑,也为CCUS规模化应用扫清了障碍。下一步,技术团队将努力实现腐蚀数据从“地下存储、起出读取”向“实时在线传输”的升级。