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申请/专利权人：西安石油大学

摘要：本发明公开了一种气井管柱腐蚀模拟装置及实验方法，装置包括氮气瓶、二氧化碳气瓶、储液罐，氮气瓶的出口与氮气流量计的入口相连通，氮气流量计的出口通过阀门与混气罐的入口相连通，二氧化碳气瓶的出口与二氧化碳流量计的入口相连通，二氧化碳流量计的出口通过阀门与混气罐的入口相连通，混气罐的出口与气液混合泵的气体入口端阀门相连通，储液罐的出口与液体流量计的入口相连通，液体流量计的出口与气液混合泵的液体入口端阀门相连通，气液混合泵的出口通过喷嘴与反应釜相连通。本发明可以模拟测试气井在不同生产时期的管柱腐蚀问题，为现场气井管柱腐蚀测试提供了有力支撑。

主权项：1.一种气井管柱腐蚀模拟试验方法，其特征在于，该方法采用气井管柱腐蚀模拟装置进行，所述气井管柱腐蚀模拟装置包括氮气瓶（1）、二氧化碳气瓶（3）、储液罐（8）、混气罐（7）、气液混合泵（13）、反应釜（15）、套管（17）和叶片（18）；氮气瓶（1）和二氧化碳气瓶（3）均通过管路与混气罐（7）的入口连接，氮气瓶（1）与混气罐（7）连接的管路上沿着氮气流向依次设有氮气流量计（2）和氮气流量调节阀门（5）；二氧化碳气瓶（3）与混气罐（7）连接的管路上沿着二氧化碳流向依次设有二氧化碳流量计（4）和二氧化碳流量调节阀门（6）；混气罐（7）的出口通过管路与气液混合泵（13）的气体入口连接，混气罐（7）与气液混合泵（13）连接的管路上设有混合气体流量调节阀门（11）；储液罐（8）的出口通过管路与气液混合泵（13）的液体入口连接，储液罐（8）与气液混合泵（13）连接的管路上沿着液体流向依次设有液体流量计（10）和液体流量调节阀门（12）；储液罐（8）底部设有用于控制储液罐（8）内液体温度的控温热电偶（9）；气液混合泵（13）的出口通过管路与反应釜（15）的内腔连通，气液混合泵（13）与反应釜（15）连接的管路的出口设有喷嘴（14）；套管（17）设置于反应釜（15）的内腔，套管（17）的上端与反应釜（15）的顶部转动连接，套管（17）上均匀设置有若干叶片（18），叶片（18）位于喷嘴（14）的喷射范围内，叶片（18）上能够安装测试挂片；反应釜（15）上设有尾气排出口（22）和废液排出口（20），尾气排出口（22）和废液排出口（20）上分别设有排气阀门（23）和排液阀门（21）；所述方法包括如下过程：将测试挂片安装于叶片（18）上，将混气罐（7）、气液混合泵（13）和反应釜（15）中的气体置换为氮气；调节氮气流量计（2）、二氧化碳流量计（4）以及液体流量计（10）至实验规定流量，然后打开氮气流量调节阀门（5）、二氧化碳流量调节阀门（6）、混合气体流量调节阀门（11）和液体流量调节阀门（12），关闭排液阀门（21），通过调节排气阀门（23）来调节反应釜（15）的压力至预设压力，调节储液罐（8）的控温热电偶（9）至预设温度，氮气以设定流量从氮气瓶（1）经过氮气流量计（2）进入混气罐（7），二氧化碳气体以设定流量从二氧化碳气瓶（3）经过二氧化碳流量计（4）进入混气罐（7），氮气和二氧化碳在混气罐（7）充分混合后从气液混合泵（13）气体进入口进入气液混合泵（13），储液罐（8）中配置好的地层水以设定流量从储液罐（8）经过液体流量计（10）从气液混合泵液体进入口进入气液混合泵（13），氮气与二氧化碳的混合气体与地层水经气液混合泵（13）设定的扬程并完全溶解后通过喷嘴（14）进入反应釜（15），喷嘴（14）喷出的雾状流体驱动固定有测试挂片的叶片（18）随着套管（17）一起转动，同时雾状流体与测试挂片相接触，雾状流体中分离出来的二氧化碳气体通过尾气排出口（22）以及氮气从尾气排出口（22）排出；待实验测试结束后，关闭控温热电偶（9），待储液罐（8）温度降低至室温，将排气阀门（23）调大，使得反应釜（15）内部压力降低至大气压，然后关闭氮气流量调节阀门（5）、二氧化碳流量调节阀门（6）和液体流量调节阀门（12），再关闭气液混合泵（13），最后将测试挂片取出，并打开排液阀门（21），将反应釜（15）内废液排出；将尾气排出口（22）排出的气体通过碱液清洗，去除气体中的二氧化碳；喷嘴（14）流速根据气井压降梯度方程确定井筒不同深度的压力降： ；其中，； ； ； ； ； 为持气率；为液体密度，单位为kgm³；为气体密度，单位为kgm³；g为重力加速度，单位为ms²；为气液两相摩阻系数；G为质量流速，单位为kgs；为气液混合物密度，单位为kgm³；为界面张力，单位为Nm；为混合物的速度，单位为ms；为气相表观速度，单位为ms；为液相表观速度，单位为ms；为管径，单位为m；P为压力，单位为Pa；、分别为中间变量；z为井深，单位为m。

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