油氣井富含CO2酸性環境下Ca2+對可降解鋁鎂合金的影響

張 毅 任勇強 李瑞祺 郭云鵬 李 寧 楊 東

中國石油渤海鉆探工程有限公司

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油氣井內的酸性環境主要是由于井內存在H2S和CO2等酸性腐蝕介質造成的。世界上大約有三分之一的油氣田含酸性腐蝕介質，如巴拿馬、加拿大阿爾伯達和伊朗雅達油田等都含有不同程度的H2S氣體[1]。我國四川盆地東北部和塔里木地區的油氣井也富含H2S和CO2等酸性腐蝕介質。其中，川東北地區尤為突出，其CO2分壓接近5.0 MPa，地層溫度超過150℃，如此高酸性的環境會對井下工具造成嚴重的腐蝕破壞[2]。此外，油氣井地層水中含有的Ca2+在富含CO2酸性環境下極易形成CaCO3的結晶，可能造成井筒不潔或者堵塞井筒，對開發作業及生產過程造成諸多不利影響[3]。

可降解材料是指在一段時間內，在熱力學和動力學意義上均可自動降解、消失的材料。該材料已在生物醫藥、環境保護領域應用廣泛[4]。近些年，隨著石油工業技術不斷進步，可降解材料也逐步引入了油氣田開發領域。由于可降解材料具有質量輕、強度高、施工完畢后易返排等特點，已在射孔槍、封隔器、橋塞以及壓裂滑套等工具方面進行了推廣[5]。以橋塞為例，經中國石油勘探開發研究院應用可降解材料研制的全可溶橋塞，已達到耐壓差70 MPa、耐溫120℃的性能指標，并通過華北油田檢測中心、西南油氣田檢測中心等第三方性能評價，成功應用在四川威遠、浙江黃金壩等頁巖氣區塊。但是，目前針對可降解材料的認識還存在一些盲區，例如在華北地區某井施工使用可降解橋塞時，會出現降解殘渣堵塞油氣通道等問題；……