一种油田污水腐蚀结垢特性的测试方法与流程

文档序号:11859943阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)静态电化学分析步骤:

在不同温度下,以现场油田污水为溶液采用3电极系统通过交流阻抗法分别测试管线材料在所述现场油田污水下的电化学阻抗图谱,并根据不同温度下得到的所述电化学阻抗图谱得出所述管线材料的相位角临界转变温度;

所述管线材料为现场油田输送油田污水的管线所采用的材料;

(2)CFD软件模拟步骤:

以所述现场油田输送油田污水的管线为参考,设计模拟管线;接着,运用建模网格划分软件对该模拟管线进行计算机建模得到管线模型;然后,运用CFD软件模拟出在不同进管口流速下该管线模型内的流态信息,得出湍流强度以及壁面剪切应力随距进管口距离的分布情况;并根据所述湍流强度以及所述壁面剪切应力随距进管口距离的的分布情况确定实验测试片的安放位置;

接着,根据在不同所述进管口流速下所述湍流强度以及所述壁面剪切应力随距进管口距离的分布情况得出壁面剪切应力与进管口流速、以及距进管口距离三者的函数关系,湍流动能与进管口流速、以及距离进管口距离三者的函数关系;

(3)动态管线模拟步骤:

根据所述步骤(2)中的所述模拟管线、以及所述实验测试片的安放位置,设置动态管线,该动态管线用于安放实验测试片;接着,将所述实验测试片安放在所述动态管线上,在不同温度、以及不同进管口流速下进行水循环开始动态模拟实验,并在不同的实验时长下测量不同安放位置处的所述测试片的垢层厚度,所述不同安放位置对应不同的所述距进管口距离;

所述实验测试片与所述现场油田输送油田污水的管线所采用的材料相同;所述水循环采用所述现场油田污水;所述动态管线与所述步骤(2)中的所述模拟管线为等比例关系;

(4)数据整合分析步骤:

根据所述步骤(2)中得到的壁面剪切应力与进管口流速、以及距进管口距离三者的函数关系,湍流动能与进管口流速、以及距离进管口距离三者的函数关系,所述步骤(3)中得到的在不同温度、不同进管口流速、以及不同实验时长下的不同安放位置处的垢层厚度,得出垢层厚度与变量之间的关系,从而得出该油田污水的腐蚀结垢特性;所述变量为湍流动能、壁面剪切应力、温度、进管口流速、实验时长和距进管口距离中的至少一个。

2.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(3)中,在测量得到所述垢层厚度后,还包括:

将所述实验测试片干燥,测重后得到最终结垢量;接着再将所述实验测试片酸洗干燥,测重后得到最终腐蚀程度。

3.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(3)中的所述水循环以是添加有添加剂的所述现场油田污水进行的;所述添加剂为缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂中的至少一种。

4.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(1)中通过交流阻抗法测试管线材料的电化学阻抗图谱的测试时间为至少7天;所述3电极系统是以所述管线材料作为工作电极,以甘汞电极作为参比电极,以铂电极作为对电极。

5.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(3)中进行所述动态模拟实验的温度包括所述步骤(1)中得到的所述相位角临界转变温度;优选的,所述步骤(3)中进行所述动态模拟实验的温度与所述步骤(1)中进行静态电化学分析所采用的温度一一对应,所述步骤(3)中进行所述动态模拟实验的进管口流速与所述步骤(2)中运用CFD软件模拟所采用的进管口流速一一对应;

优选的,所述步骤(1)中进行静态电化学分析所采用的温度为40℃~60℃,所述步骤(2)中运用CFD软件模拟所采用的进管口流速为0.41m/s~1.54m/s;所述步骤(3)中进行所述动态模拟实验的温度为40℃~60℃,所述步骤(3)中进行所述动态模拟实验的进管口流速为0.41m/s~1.54m/s。

6.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(2)中的所述建模网格划分软件优选为Gambit软件;所述CFD软件优选为Fluent软件。

7.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(3)中测量所述测试片的垢层厚度是将所述测试片在超景深显微镜观察得出该测试片的垢层平均厚度。

8.如权利要求1所述油田污水腐蚀结垢特性的测试方法,其特征在于,所述步骤(2)中得到的所述实验测试片的安放位置对应所述湍流强度的极值位置、以及所述壁面剪切应力的极值位置中的至少一种。

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