阴极保护

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井套管阴极保护参比电极与阴极干扰的渊源

        在高温高压含CO2 油气井中,套管腐蚀是相当严重的,CO2 腐蚀以点状腐蚀为主,腐蚀的形状大多呈球窝形。运用无因次分析和曲线拟合方法,建立点蚀套管无因次剩余强度与套管点蚀无因次形状参数之间的关系曲线以及拟合曲线。

  为防止气井套管的腐蚀,对气井套管实施强制电流阴极保护。在阴极保护系统投运时,套管的保护电位始终无法达到要求的保护电位。通过计算保护电流需要量和现场测试发现,由于井套管外壁没有防腐层,保护电流就会在整个井套管周围产生阴极电压锥,因此井套管周围土壤的电位降低超过远方土壤中的电位,放置在井套管附近的参比电极由于受到井套管周围阴极电压锥的影响,造成设备显示的井套管的保护电位比其实际的保护电位要正。

  油气井套管的腐蚀破坏既直接影响到油气田的开采,也会带来重大的经济损失。因此,在油气田开采年限内,有效防止套管的腐蚀破坏,对保证油气田正常生产具有重要的意义。20世纪40年代,美国及中东产油国,在单井上相继开始应用阴极保护技术,防止套管的腐蚀破坏,取得令人满意的效果,实践证明了对井套管实施阴极保护,是减缓和防止其外壁腐蚀破坏的有效措施⋯。20世纪70年代末,我国部分油田对油气井套管逐渐应用了阴极保护,取得了较好效果。

  《阴极保护手册》指出,保护电流自阳极地床流人周围土壤时,会在阳极区形成阳极电压锥,由此造成该土壤中的电位升高超过远方土壤中的电位。保护电

  流在管子防腐层缺陷处产生阴极电压锥,在此土壤电位相对于远方大地而降低了。由于井套管外壁没有防腐层,阴极保护电流就会在整个井套管周围产生阴极电压锥,井套管周围土壤的电位就会低于远方土壤中的电位。放置在井套管附近的参比电极,因受到井套管周围阴极电压锥的影响,阴极保护设备显示的井套管的保护电位值比实际的保护电位值要正。因此,应将井套管附近的参比电极移至井套管阴极电压锥影响范围之外。

  单井站井套管的阴极保护设计时,不但应考虑阳极地床的阳极干扰,还应考虑井套管的阴极干扰。参比电极的位置对阴极保护的保护结果的判断至关重要,应将参比电极设置在不受干扰的区域。

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