气体钻井腐蚀控制方案设计
首先通过分析以下项目来确定腐蚀机理：地层流体类型和化学成分、井底温度、井底压力、酸气（CO或HS）浓度、流体的电导率、注入流体的组成和处理方法。一旦腐蚀机理被确认，第二步就是制定腐蚀控制方案，以便经济性地控制腐蚀。腐蚀控制方案包括：化学处理前期、中期、后期的腐蚀监视。
（1）开钻前分析。
因地层情况不同，采取的钻井方式会有差异，其防腐措施也有所不同。如果地层产水，需对采出水进行成分分析并进行结垢预测。开钻前应对钻机部件、钻柱及下部钻具组合（BHA）进行目测，便于与开钻后这些部位的腐蚀状态进行对比。入井钻杆应外壁光滑无毛刺，内壁无腐蚀结垢产物和残留泥浆。如果使用膜制氮技术，必须用测氧仪定期监测氮气中的含氧量；如果用的是压缩空气，则氧气含量按20%计算。因为在纯空气钻井中冲蚀危害较大，所以在整个钻井作业过程中应使用超声波测厚仪测定钻杆壁厚。
（2）钻井过程中的监测。
与常规钻井操作一样，使用钻杆腐蚀环来监测气体钻井中的腐蚀情况。为避免电偶腐蚀，腐蚀环材质应该与钻杆接头相同。在安装腐蚀环时应该戴上手套并保证腐蚀环清洁。在钻井过程中应连续监测排砂管线，确保地层不出水，一旦地层出水就采取加注发泡剂和缓蚀剂的方法进行处理。发泡剂和缓蚀剂在预计出水位置的1～2柱立柱以上加入，以确保井底钻柱在遇到水侵以前得到保护。其加量由腐蚀机理确定，并依据进出井眼流体性质进行调整。进出井眼的流体性能包括pH值、氯化物含量、硬度和铁含量，流体的pH值应该保持在9～11，铁离子浓度应该小于10mg/L。如果这些参数发生变化，就要调节化学腐蚀处理方案。在钻进120h左右后，应检查并更换钻柱腐蚀环。若超声波测厚仪测得钻杆冲蚀严重，应向入井流体中加入润滑剂、原油、表面活性剂或调整固控设备，当地层研磨性强时，甚至可以降低机械钻速。
（3）外部检查。
将腐蚀环从钻杆接头处取下后，通过检查腐蚀环表面状况及腐蚀产物，可确定腐蚀是均匀腐蚀还是局部腐蚀，将腐蚀环清洗并精确称重，根据这些数据算出质量损失和腐蚀速率。均匀腐蚀速率可通过失重计算得到；局部腐蚀只能通过观察腐蚀环表面坑点获得，若局部腐蚀严重，则必须分析其产生原因。
（4）实验室试样结果分析。
在开始定量计算质量损失和均匀腐蚀速率之前，应该对腐蚀环用合适的溶剂进行清洗，这样可以清除在钻井过程中添加的油性残留物。对腐蚀产物成分（铁的氧化物、硫化铁、碳酸盐）的分析有助选择有效的化学添加剂。
通过开钻前分析，一旦证实存在潜在的腐蚀危险，应考虑采用机械和化学联合的方法来减缓腐蚀。机械的方法就是通过控制膜制氮装置产生的氮气中氧气浓度来减缓腐蚀，膜制氮装置在减少氧气浓度方面非常有效。化学方法就是向入井流体中添加磷酸酯类缓蚀剂或其他添加剂减缓钻具腐蚀。
现有缓蚀剂的包括油润湿金属表面的阳离子膜的胺类和阳极钝化缓蚀剂。与清除剂（主要为除氧剂和除硫剂）一样，这些缓蚀剂在低氧化环境下很有效，但是在控压钻井（MPD）、欠平衡钻井（UBD）和空气钻井作业中缓蚀效果可能很差。由于在充气钻井中遇到高的环空流速，成膜的胺类能够腐蚀管道表面。此外，高的含氧量有时能够穿透有机薄膜，然后腐蚀钻杆或者井底套管。常规的阳极缓蚀剂更加经济和更适合充气流体，但是与成膜胺类一样，它也有局限性。例如，亚硝酸盐氧化剂在结合磷酸盐缓蚀剂同时起作用时，形成一个γ-FeO薄膜。此薄膜是多孔隙的，磷酸盐缓蚀剂填充这些孔隙，在薄膜的这些孔洞中发生阳极反应。亚硝酸盐和磷酸盐缓蚀剂的比例是形成薄膜和填塞孔隙的关键。空气钻井作业中最好的缓蚀剂是磷酸酯阳极缓蚀剂。这类缓蚀剂的效果特别好，甚至在高氧气浓度环境中，它们具有促进形成一个保护铁的磷酸酯薄膜能力，这种碳氢化合物阻隔层优于水溶性的三价氢氧化铁。
文章来源：洛克斯石油论坛,洛克斯石油网
（1）开钻前分析。
因地层情况不同，采取的钻井方式会有差异，其防腐措施也有所不同。如果地层产水，需对采出水进行成分分析并进行结垢预测。开钻前应对钻机部件、钻柱及下部钻具组合（BHA）进行目测，便于与开钻后这些部位的腐蚀状态进行对比。入井钻杆应外壁光滑无毛刺，内壁无腐蚀结垢产物和残留泥浆。如果使用膜制氮技术，必须用测氧仪定期监测氮气中的含氧量；如果用的是压缩空气，则氧气含量按20%计算。因为在纯空气钻井中冲蚀危害较大，所以在整个钻井作业过程中应使用超声波测厚仪测定钻杆壁厚。
（2）钻井过程中的监测。
与常规钻井操作一样，使用钻杆腐蚀环来监测气体钻井中的腐蚀情况。为避免电偶腐蚀，腐蚀环材质应该与钻杆接头相同。在安装腐蚀环时应该戴上手套并保证腐蚀环清洁。在钻井过程中应连续监测排砂管线，确保地层不出水，一旦地层出水就采取加注发泡剂和缓蚀剂的方法进行处理。发泡剂和缓蚀剂在预计出水位置的1～2柱立柱以上加入，以确保井底钻柱在遇到水侵以前得到保护。其加量由腐蚀机理确定，并依据进出井眼流体性质进行调整。进出井眼的流体性能包括pH值、氯化物含量、硬度和铁含量，流体的pH值应该保持在9～11，铁离子浓度应该小于10mg/L。如果这些参数发生变化，就要调节化学腐蚀处理方案。在钻进120h左右后，应检查并更换钻柱腐蚀环。若超声波测厚仪测得钻杆冲蚀严重，应向入井流体中加入润滑剂、原油、表面活性剂或调整固控设备，当地层研磨性强时，甚至可以降低机械钻速。
（3）外部检查。
将腐蚀环从钻杆接头处取下后，通过检查腐蚀环表面状况及腐蚀产物，可确定腐蚀是均匀腐蚀还是局部腐蚀，将腐蚀环清洗并精确称重，根据这些数据算出质量损失和腐蚀速率。均匀腐蚀速率可通过失重计算得到；局部腐蚀只能通过观察腐蚀环表面坑点获得，若局部腐蚀严重，则必须分析其产生原因。
（4）实验室试样结果分析。
在开始定量计算质量损失和均匀腐蚀速率之前，应该对腐蚀环用合适的溶剂进行清洗，这样可以清除在钻井过程中添加的油性残留物。对腐蚀产物成分（铁的氧化物、硫化铁、碳酸盐）的分析有助选择有效的化学添加剂。
通过开钻前分析，一旦证实存在潜在的腐蚀危险，应考虑采用机械和化学联合的方法来减缓腐蚀。机械的方法就是通过控制膜制氮装置产生的氮气中氧气浓度来减缓腐蚀，膜制氮装置在减少氧气浓度方面非常有效。化学方法就是向入井流体中添加磷酸酯类缓蚀剂或其他添加剂减缓钻具腐蚀。
现有缓蚀剂的包括油润湿金属表面的阳离子膜的胺类和阳极钝化缓蚀剂。与清除剂（主要为除氧剂和除硫剂）一样，这些缓蚀剂在低氧化环境下很有效，但是在控压钻井（MPD）、欠平衡钻井（UBD）和空气钻井作业中缓蚀效果可能很差。由于在充气钻井中遇到高的环空流速，成膜的胺类能够腐蚀管道表面。此外，高的含氧量有时能够穿透有机薄膜，然后腐蚀钻杆或者井底套管。常规的阳极缓蚀剂更加经济和更适合充气流体，但是与成膜胺类一样，它也有局限性。例如，亚硝酸盐氧化剂在结合磷酸盐缓蚀剂同时起作用时，形成一个γ-FeO薄膜。此薄膜是多孔隙的，磷酸盐缓蚀剂填充这些孔隙，在薄膜的这些孔洞中发生阳极反应。亚硝酸盐和磷酸盐缓蚀剂的比例是形成薄膜和填塞孔隙的关键。空气钻井作业中最好的缓蚀剂是磷酸酯阳极缓蚀剂。这类缓蚀剂的效果特别好，甚至在高氧气浓度环境中，它们具有促进形成一个保护铁的磷酸酯薄膜能力，这种碳氢化合物阻隔层优于水溶性的三价氢氧化铁。
文章来源：洛克斯石油论坛,洛克斯石油网
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