專利名稱：用于使用機(jī)械模型來(lái)預(yù)測(cè)腐蝕速率的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于運(yùn)送液體的管道的評(píng)估和維護(hù)的領(lǐng)域。本發(fā)明的一個(gè)方面更具體地涉及估計(jì)例如在石油、天然氣和碳?xì)浠衔锏纳a(chǎn)和加工中應(yīng)用的在管線和井下油管中的腐蝕速率。
背景技術(shù)：
維護(hù)管線系統(tǒng)的完整性是在維護(hù)經(jīng)濟(jì)成功并且最小化現(xiàn)代石油和天然氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和系統(tǒng)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)、負(fù)債和影響中的基本功能。當(dāng)然，諸如穿越阿拉斯加管線系統(tǒng)的大型管線系統(tǒng)的完整性還具有相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境意義。在井下環(huán)境中，石油和天然氣井的金屬生產(chǎn)殼體的完整性很重要，特別是考慮到嚴(yán)酷的和相對(duì)難以接近的井下環(huán)境。在包括工廠管道系統(tǒng)和市政供水和污水管系統(tǒng)等其他應(yīng)用中，管道完整性也很重要。如在管線維護(hù)領(lǐng)域中公知的，通過(guò)流過(guò)管線的流體的存在和作用導(dǎo)致的管線材料的腐蝕和侵蝕將隨著時(shí)間而減小管線壁的厚度。為了防止腐蝕導(dǎo)致的管道故障，當(dāng)然重要的是，監(jiān)控管道壁厚度已經(jīng)被減小的程度，使得可以進(jìn)行及時(shí)的維修或更換。在油氣管線和井下殼體中的常用的腐蝕試劑是二氧化碳(CO2)。干的CO2通常在典型的油氣管線工作的溫度下不腐蝕，但是在水中溶解的(X)2是很具腐蝕性的。在溶液中，水相(X)2的溶解產(chǎn)生碳酸，而碳酸與管線的鋼內(nèi)表面反應(yīng)從而腐蝕管線。不幸的是，在油氣管線中和在井管中通常水也以一種或多種形式存在，例如是由氣相的凝結(jié)、與油氣一起從儲(chǔ)罐產(chǎn)生的水或已經(jīng)被注入到儲(chǔ)罐內(nèi)以保持儲(chǔ)罐的壓力的水。進(jìn)入這種可獲得的水中的CO2 的水溶液因此產(chǎn)生碳酸，碳酸是在現(xiàn)代油氣管線中的主要腐蝕劑之一。管道完整性的正確監(jiān)控和維護(hù)依賴于對(duì)管線材料腐蝕速率的一些認(rèn)識(shí)。用于預(yù)測(cè)管道材料的腐蝕速率的能力可以用在管線系統(tǒng)的構(gòu)造和操作的各個(gè)階段，從而以最佳的成本來(lái)保證管線完整性。腐蝕速率預(yù)測(cè)在管道設(shè)計(jì)中例如通過(guò)下述方式來(lái)開始起作用舉出幾個(gè)例子，提示管線的材料選擇，確定管道幾何形狀(壁厚等)，確定是否實(shí)現(xiàn)腐蝕抑制程序，并且如果是，則選擇腐蝕抑制劑，確定是否包括腐蝕監(jiān)控系統(tǒng)，并且也設(shè)計(jì)要部署的檢查策略。本領(lǐng)域中公知，不斷和嚴(yán)格地檢查管壁厚度損失，即使事實(shí)上是可能的，但也是不實(shí)際的。在管線環(huán)境中，利用下述行為可以使用腐蝕速率預(yù)測(cè)通過(guò)放射(RT)和超聲波測(cè)試(UT)來(lái)確定被采樣管線檢查的頻率(時(shí)間和空間)，或者確定執(zhí)行“線內(nèi)檢查”(ILI)的時(shí)間頻率。在構(gòu)造后和在運(yùn)行期間，可以例如通過(guò)對(duì)腐蝕建模，在對(duì)管線系統(tǒng)的腐蝕危害的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中使用腐蝕速率的精確預(yù)測(cè)。基于腐蝕速率預(yù)測(cè)的這種建模也可以用于確定和量化隨著時(shí)間在腐蝕風(fēng)險(xiǎn)上的改變，并且用作在管線系統(tǒng)內(nèi)的位置的函數(shù)。水相(X)2腐蝕速率預(yù)測(cè)的一種簡(jiǎn)單的傳統(tǒng)手段僅依賴于“經(jīng)驗(yàn)法則”。已知水相(X)2腐蝕的密度依賴于氣相(X)2的平衡分壓。用于(X)2腐蝕速率的傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)法則基于這個(gè)分壓如果CO2分壓超過(guò)2巴，則指示“嚴(yán)重的”腐蝕；如果CO2分壓在0. 5和2巴之間，則可能出現(xiàn)腐蝕；如果(X)2分壓在0. 5巴之下，則指示非腐蝕情況。除了在腐蝕速率的確定上精度不足之外，這樣的“經(jīng)驗(yàn)法則”沒有考慮影響實(shí)際腐蝕速率的許多因素。例如，已知腐蝕速率對(duì)水相中(X)2的熱力學(xué)活度比對(duì)其濃度更敏感；這個(gè)活度與(X)2在其氣相中的易逸度相關(guān)，CO2在其氣相中的易逸度隨著分壓非理想地改變。 影響(X)2腐蝕速率的環(huán)境參數(shù)包括含水量、碳?xì)浠衔锏奶匦?特別是石油賴以抑制鋼腐蝕的化學(xué)和物理機(jī)制)、在管道容納物中的水化學(xué)和水源、在腐蝕介質(zhì)中的鐵含量和可溶解性、諸如乙酸鹽增強(qiáng)的腐蝕的鹽水的腐蝕程度、管道容納物的PH、溫度、管道內(nèi)表面上的碳酸鐵垢的存在和諸如H2S的其他試劑的存在等。諸如管線材料的合金構(gòu)成和微結(jié)構(gòu)的冶金因素也大大影響腐蝕速率。管線所承載流體的流體動(dòng)力參數(shù)也發(fā)揮作用。這樣的流體動(dòng)力參數(shù)包括流速，并且也包括流“態(tài)”(例如，段塞流、分層流、環(huán)流等)、由于水“掉落”導(dǎo)致的增強(qiáng)腐蝕的位置(即，在水局部累積的位置，諸如在盲管段處或在方向或傾斜度改變處)以及改變?cè)诹髦械耐牧鞯牧鲾_動(dòng)。管道內(nèi)表面腐蝕的固有不均勻性也使得腐蝕速率的預(yù)測(cè)復(fù)雜化腐蝕經(jīng)常顯現(xiàn)為點(diǎn)蝕或臺(tái)面類型的侵蝕或在凹坑或臺(tái)面侵蝕位置處開始的流引發(fā)的局部腐蝕?！敖?jīng)驗(yàn)法則”模型顯然還不能處理在腐蝕速率上的這樣的改變。本領(lǐng)域中公知(X)2腐蝕的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。常見的?jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突谠谙挛闹忻枋龅牡仁交蛑Z模圖:de Waard et al, “ Prediction of Carbonic Acid Corrosion in Natural Gas Pipelines" , First International Conference on the Internal and External Protection of Pipes, Paper Fl (Cranf ield, UK =BHRA Fluid Engineering, 1975)。原始的 de Waard模型使用溫度和CO2分壓來(lái)基于小型實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)來(lái)預(yù)測(cè)CO2腐蝕速率。近些年來(lái)， 這個(gè)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ鸵呀?jīng)被擴(kuò)展，包括基于各種其他參數(shù)的校正因子，其他參數(shù)包括PH、管線內(nèi)部的腐蝕導(dǎo)致結(jié)垢、流體速度、鋼構(gòu)成和含水量。然而，已經(jīng)觀察到，這樣的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕鼇?lái)的體現(xiàn)沒有完全或精確地考慮通過(guò)腐蝕導(dǎo)致結(jié)垢來(lái)保護(hù)管道材料，特別是在高溫或高PH下， 因?yàn)樵撃Ｐ褪且獌H應(yīng)用在沒有地層水(其會(huì)瓦解腐蝕膜)的情況下。油潤(rùn)濕例如通過(guò)下述方式通常被包括在這個(gè)模型中來(lái)作為“通/斷因子”:對(duì)于原油管線(即，沒有凝結(jié))，假定對(duì)于在30%之下的含水量和在1米/秒之上的液體速度有油潤(rùn)濕，并因此沒有腐蝕。雖然存在這些限制，近些年來(lái)增強(qiáng)的de Waard模型仍然廣泛使用，例如如下文中所述Hedges et al. , “ The Role of Acetate in C02 Corrosion :the Double Whammy" ,C0RR0SI0N/99, Paper No. 21, (Houston, TX =NACE International，1999)。通過(guò)另外的背景技術(shù)，在本領(lǐng)域中已知基于建模特定腐蝕機(jī)制的腐蝕模型。在下文中描述了這樣的“機(jī)械”腐蝕模型的早期示例Gray et al.,丨‘Mechanism of carbon steel corrosion in brines containing dissolved carbon dioxide at pH 4, CORROSI ON/1989 Paper No. 464，(Houston, TX =NACE hternational，1989)，其得出了在各種類型的動(dòng)力學(xué)控制下的四個(gè)氧化還原反應(yīng)的電化學(xué)模型。這個(gè)電化學(xué)模型使用混合的可能理論來(lái)基于計(jì)算的Tafel常數(shù)和交換電流密度，并且最終基于系統(tǒng)的腐蝕速率來(lái)預(yù)測(cè)極化曲線。在 Nesic et al. ，“ An electrochemical model for prediction of corrosion of mild steel in aqueous carbon dioxide solutions. Corrosion,52 (1996), pp.280et
8seq.中描述的另一種模型在假定沒有保護(hù)膜的情況下基于在大范圍的pH、溫度、分壓和流體速度條件上的在水ω2系統(tǒng)中的單獨(dú)的電化學(xué)反應(yīng)。這基于鐵溶解的四種陰極反應(yīng)和單個(gè)陽(yáng)極反應(yīng)。在這個(gè)模型中，通過(guò)下述方式來(lái)以簡(jiǎn)化方式處理輸送過(guò)程假定每一個(gè)活性物質(zhì)的獨(dú)立擴(kuò)散，并且使用質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)來(lái)用于旋轉(zhuǎn)柱體(用于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試)和管道流的水動(dòng)力系統(tǒng)。在下文中描述了另一種機(jī)械模型Nordsveenet al.，“ A Mechanistic Model for Carbon Dioxide Corrosion of Mild Steel in the Presence of Protective Iron Carbonate Films-Part 1 :Theory and Verification" , Corrosion,Vol. 59,No. 5(2003)。 在這個(gè)模型中，在鋼表面的電化學(xué)反應(yīng)、包括經(jīng)由多孔表面膜擴(kuò)散的在金屬表面與體內(nèi)之間的物質(zhì)的擴(kuò)散和包括表面膜的沉淀物的多相化學(xué)反應(yīng)都被考慮。結(jié)果，已經(jīng)觀察到這個(gè)模型預(yù)測(cè)腐蝕速率和感興趣的物質(zhì)的濃度和流量曲線。這種手段建模異種化學(xué)反應(yīng)(例如，表面膜的沉淀物)、在鋼表面的電化學(xué)反應(yīng)以及傳向體內(nèi)和發(fā)自體內(nèi)的物質(zhì)的轉(zhuǎn)移(例如，通過(guò)邊界層或多孔表面膜的對(duì)流和擴(kuò)散、作為建立可能的梯度的結(jié)果的遷移)。由俄亥俄大學(xué)開發(fā)的MULTIC0RP軟件包使用基本物理化學(xué)定律和對(duì)應(yīng)的方程來(lái)實(shí)現(xiàn)這種模型手段諸如均衡常數(shù)、反應(yīng)速率常數(shù)和擴(kuò)散系數(shù)的方程參數(shù)被從公開的文獻(xiàn)獲得，并且基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)。已經(jīng)觀察到，這些傳統(tǒng)的機(jī)械模型實(shí)際上實(shí)現(xiàn)起來(lái)較為復(fù)雜。這種復(fù)雜源自復(fù)雜和相關(guān)的數(shù)學(xué)方程數(shù)值解所需要的專用計(jì)算機(jī)軟件。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種其中可以按自動(dòng)和有效的方式來(lái)估計(jì)預(yù)測(cè)的管道腐蝕速率的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可以確定各種腐蝕機(jī)制的影響的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種可以用于有效率地設(shè)計(jì)管線系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供可以用于評(píng)估在管線系統(tǒng)和井下殼體中的操作改變的影響的系統(tǒng)和方法。本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點(diǎn)對(duì)于已經(jīng)參考了說(shuō)明書及其附圖的本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員顯而易見。本發(fā)明可以被實(shí)現(xiàn)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和在這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上運(yùn)行的自動(dòng)化方法，該方法基于被評(píng)估的管線或井下殼體的參數(shù)值來(lái)評(píng)估多個(gè)機(jī)械腐蝕模型。所述系統(tǒng)和方法通過(guò)平衡陰極腐蝕反應(yīng)之和與對(duì)應(yīng)于鐵溶解的陽(yáng)極反應(yīng)來(lái)確定腐蝕速率。如果期望，腐蝕速率然后可以被應(yīng)用到另外的自動(dòng)化模型，以確定諸如垢形成的可能和腐蝕抑制劑的效果的輔助因素的影響。


圖1是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的示例的示意圖，結(jié)合該生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可以使用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。圖2是被編程來(lái)執(zhí)行本發(fā)明的實(shí)施例的以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)形式的預(yù)測(cè)系統(tǒng)的方框形式的電氣圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的在圖2的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的軟件模塊的布置的方框形式的軟件圖。圖4是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2的系統(tǒng)的操作的流程圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的輸入計(jì)算機(jī)屏幕的圖示，通過(guò)該輸入計(jì)算機(jī)屏幕，可以將測(cè)量值輸入到圖2的系統(tǒng)中。圖6是圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于計(jì)算裸鋼腐蝕速率的操作的流程圖。圖7a和7b是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的操作的一個(gè)示例的、各種腐蝕反應(yīng)機(jī)制的電流密度對(duì)所施加的電勢(shì)特性的曲線。圖8是電流密度對(duì)所施加的電勢(shì)特性的理論曲線，用于圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的裸鋼腐蝕速率的操作。圖9是輸出計(jì)算機(jī)屏幕的圖示，通過(guò)該輸出計(jì)算機(jī)屏幕，可以顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于計(jì)算裸鋼腐蝕速率的操作的結(jié)果。圖10是輸出計(jì)算機(jī)屏幕的圖示，通過(guò)該輸出計(jì)算機(jī)屏幕，可以顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于計(jì)算裸鋼腐蝕速率的操作的結(jié)果和抗蝕劑處理的效果。
具體實(shí)施例方式將結(jié)合實(shí)施例描述本發(fā)明，在此結(jié)合用于預(yù)測(cè)管道腐蝕速率的方法和系統(tǒng)而描述其中一個(gè)實(shí)施例。在本說(shuō)明書中，將在預(yù)測(cè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)和用于油氣的系統(tǒng)中的管線腐蝕速率的上下文中描述這些實(shí)施例，以保證那些管線的完整性，并且便利系統(tǒng)的有效率的維護(hù)，并且在預(yù)測(cè)油氣井中的金屬(例如，碳鋼)井下殼體的腐蝕速率的上下文中描述這些實(shí)施例。 然而，本發(fā)明也可以在其他應(yīng)用中提供重要的益處，舉幾個(gè)例子，該其他應(yīng)用例如包括用于諸如供水和污水管系統(tǒng)、在客戶側(cè)的天然氣分配系統(tǒng)和工廠管道系統(tǒng)。因此，應(yīng)當(dāng)明白，僅通過(guò)示例提供了下面的描述，并且下面的描述不限制所要求保護(hù)的本發(fā)明的真實(shí)范圍。首先參見圖1，以簡(jiǎn)化的方框形式圖示包括井和地面設(shè)施的油氣生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的示例， 結(jié)合其可以使用本發(fā)明的實(shí)施例。在這個(gè)示例中，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)包括現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)不同位置部署的許多井W，從它們以傳統(tǒng)的方式來(lái)生產(chǎn)油氣產(chǎn)品。雖然在圖1中圖示多個(gè)井W，但是考慮與之結(jié)合可以使用本發(fā)明的現(xiàn)代生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)包括比在圖1中所示井W多得多的井。在這個(gè)示例中，每個(gè)井W通過(guò)管線5連接到其現(xiàn)場(chǎng)的相關(guān)聯(lián)的井場(chǎng)2。舉例而言，在圖1中示出8個(gè)井場(chǎng)4至27;當(dāng)然，本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員可以明白，可以在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部署比8個(gè)多得多的井場(chǎng)2。每一個(gè)井場(chǎng)2可以支持許多井W ；例如，在圖1中將井場(chǎng)&圖示為支持42個(gè)井、至 441。每個(gè)井場(chǎng)2從其相關(guān)聯(lián)的井W收集輸出，并且經(jīng)由管線SL之一將所收集的輸出轉(zhuǎn)發(fā)到處理設(shè)施6。最后，處理設(shè)施6耦合到輸出管線OUT內(nèi)，輸出管線OUT又與其他處理設(shè)施6 一起耦合到更大型管線設(shè)施中。在現(xiàn)實(shí)世界的石油生產(chǎn)中，在圖1中部分示出的管線系統(tǒng)與許多其他井W、井場(chǎng)2、 管線5、SL、OUT和處理設(shè)施6 —起連接到更大的管線系統(tǒng)內(nèi)。一些管線系統(tǒng)包括互連到整個(gè)生產(chǎn)和處理系統(tǒng)內(nèi)的成千上萬(wàn)的單獨(dú)管線。雖然圖1的示意圖中未示出，但是實(shí)際上，管線5、SL、0UT在構(gòu)造和幾何形狀上彼此非常不同。同樣，在圖1中示出的管線系統(tǒng)以高度簡(jiǎn)化的方式表示典型的整個(gè)生產(chǎn)管線系統(tǒng)的極小部分。腐蝕風(fēng)險(xiǎn)影響管線系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，特別是在選擇適當(dāng)?shù)墓芫€材料、選擇適當(dāng)?shù)墓芫€壁厚以及決定是否利用腐蝕抑制劑化學(xué)品時(shí)。一旦進(jìn)行生產(chǎn)，則操作條件和管線容納物方面的改變也影響腐蝕速率，并因此在操作期間，特別是在決定是否實(shí)現(xiàn)操作改變中應(yīng)當(dāng)考慮腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。腐蝕風(fēng)險(xiǎn)也影響在圖1中所示的生產(chǎn)系統(tǒng)中的井W中的井下殼體的涉及和操作。本領(lǐng)域中已知，金屬管道(例如，通常是低合金鋼的)通常用于油氣井的生產(chǎn)殼體，并容易受到腐蝕，特別是考慮到井下環(huán)境條件的嚴(yán)峻性。確定在每個(gè)這些應(yīng)用中的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)的因素包括所建議的腐蝕抑制劑化學(xué)品的預(yù)測(cè)的未抑制的腐蝕速率、效率和可用性和局部腐蝕(點(diǎn)蝕、侵蝕等)的可能等。然后，在整體管線成本公式中考慮這些腐蝕相關(guān)的因素， 包括管線材料的每單位厚度的成本、預(yù)期劑量的腐蝕抑制劑的成本等，使得在成本和可靠性上優(yōu)化最佳的管線性能。預(yù)期的腐蝕速率在維護(hù)現(xiàn)有的管線和井下殼體上也是重要的?？梢允褂糜捎诟g導(dǎo)致的管線壁厚度的實(shí)際的直接或間接測(cè)量來(lái)校準(zhǔn)腐蝕速率的精確預(yù)測(cè)，并且腐蝕速率的精確預(yù)測(cè)可以用于導(dǎo)出和執(zhí)行最佳的管線維護(hù)和測(cè)量程序。已經(jīng)參考本說(shuō)明書的本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員因此將理解，這些重要的設(shè)計(jì)和維護(hù)活動(dòng)依賴于腐蝕速率的精確的預(yù)測(cè)。然而，許多因素會(huì)顯著地影響腐蝕速率。這些因素包括管道材料本身(例如碳鋼、 抗蝕合金等)和管線與整個(gè)系統(tǒng)的幾何形狀。另外，由管線和殼體承載的容納物(即液體， 氣體，諸如沙子、結(jié)垢或其他的固體或這些流體和固體的組合)的性質(zhì)可以廣泛地改變，這樣的性質(zhì)包括組成、壓力、溫度和流速等。本領(lǐng)域中公知，這些因素和性質(zhì)會(huì)顯著地影響管線材料腐蝕的速率。為了正確地涉及和維護(hù)生產(chǎn)和管線系統(tǒng)，重要的是，考慮到在構(gòu)造、幾何形狀、容納物、操作和環(huán)境條件等的這些變化而理解殼體和管線的腐蝕速率。如上所述， 結(jié)合本發(fā)明的背景技術(shù)，根據(jù)這些各種因素和性質(zhì)及其變化的精確的腐蝕速率預(yù)測(cè)已經(jīng)證明是困難的。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種機(jī)械模型被定義和評(píng)估，以導(dǎo)出考慮到已知影響腐蝕的大量因素的預(yù)期腐蝕速率。另外，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，這種機(jī)械模型允許評(píng)估單獨(dú)的腐蝕機(jī)制，因此對(duì)特定裝置的腐蝕起因提供了另外的考察，并且使得能夠選擇用于精簡(jiǎn)或補(bǔ)償該機(jī)制的適當(dāng)策略。此外，通過(guò)現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和功能性以自動(dòng)化的方式來(lái)評(píng)估本發(fā)明的這些實(shí)施例的機(jī)械模型，使得能夠精確和有效率地評(píng)估現(xiàn)有管線以及所提出的設(shè)計(jì)。圖2圖示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的示例的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10的構(gòu)造，該預(yù)測(cè)系統(tǒng)10執(zhí)行在本說(shuō)明書中所述的操作，以預(yù)測(cè)管道或管路(對(duì)于本說(shuō)明書，這樣的術(shù)語(yǔ)指的是管子、管線或井下殼體)的CO2腐蝕速率。在這個(gè)示例中，通過(guò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)10，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接到服務(wù)器20的工作站11。當(dāng)然，與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)的有益的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的特定架構(gòu)和構(gòu)造可以廣泛地改變。例如，諸如傳統(tǒng)工作站或個(gè)人計(jì)算機(jī)的單個(gè)物理計(jì)算機(jī)或者可替選地通過(guò)在多個(gè)物理計(jì)算機(jī)上以分布方式實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)系統(tǒng)10。相應(yīng)地，僅通過(guò)示例來(lái)提供在圖2中圖示的一般架構(gòu)。如圖2中所示并且如上所述，預(yù)測(cè)系統(tǒng)10包括工作站11和服務(wù)器20。工作站11 包括耦合到系統(tǒng)總線BUS的中央處理單元15。還被耦合到系統(tǒng)總線BUS的是輸入/輸出接口 12，輸入/輸出接口 12是外部功能部件P (例如，鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器等)通過(guò)它與工作站 11的其他構(gòu)成部分交互的那些接口資源。中央處理單元15決定了工作站11的數(shù)據(jù)處理能力，并且同樣可以用一個(gè)或多個(gè)CPU核、協(xié)處理電路等實(shí)現(xiàn)。根據(jù)工作站11的應(yīng)用需要來(lái)選擇中央處理單元15的具體構(gòu)造和能力，這樣的需要至少包括本說(shuō)明書中所述的功能的執(zhí)行，并且也包括可以期望被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行的其他功能。在根據(jù)這個(gè)示例的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10 的架構(gòu)中，系統(tǒng)存儲(chǔ)器14耦合到系統(tǒng)總線BUS，并且提供期望類型的存儲(chǔ)器資源，被用作用于存儲(chǔ)輸入數(shù)據(jù)和由中央處理單元15執(zhí)行的處理結(jié)果的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器以及程序存儲(chǔ)器，該程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)要由中央處理單元15在執(zhí)行那些功能時(shí)要執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令。當(dāng)然， 這種存儲(chǔ)器布置僅是示例，可以明白，系統(tǒng)存儲(chǔ)器14可以實(shí)現(xiàn)在分開的物理存儲(chǔ)器資源中的或整體或部分地在工作站11外部分布的這樣的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器和程序存儲(chǔ)器。另外，如圖2 中所示，從實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和測(cè)量獲取的或作為設(shè)計(jì)參數(shù)的測(cè)量值輸入18經(jīng)由輸入/輸出接口 12被輸入，并且本地地或經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 16被存儲(chǔ)在工作站11可訪問的存儲(chǔ)器資源中。工作站11的網(wǎng)絡(luò)接口 16是傳統(tǒng)接口或適配器，工作站11通過(guò)它來(lái)訪問網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)資源。如圖2中所示，工作站11已經(jīng)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)接口 16訪問的網(wǎng)絡(luò)資源包括服務(wù)器20， 服務(wù)器20駐留在局域網(wǎng)或諸如內(nèi)聯(lián)網(wǎng)的廣域網(wǎng)、虛擬專用網(wǎng)或因特網(wǎng)上，并且可通過(guò)那些網(wǎng)絡(luò)布置之一或通過(guò)對(duì)應(yīng)的有線或無(wú)線(或兩者)通信設(shè)施被訪問。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，服務(wù)器20是在一般含義上類似于工作站11的傳統(tǒng)架構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并且同樣包括一個(gè)或多個(gè)中央處理單元、系統(tǒng)總線和存儲(chǔ)器資源、網(wǎng)絡(luò)接口功能等。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，服務(wù)器20耦合到程序存儲(chǔ)器M，程序存儲(chǔ)器M是計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，用于存儲(chǔ)可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序指令，預(yù)測(cè)系統(tǒng)10根據(jù)這些計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)執(zhí)行在本說(shuō)明書中所述的操作。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，在從工作站11傳送輸入數(shù)據(jù)時(shí)，這些計(jì)算機(jī)程序指令以“基于網(wǎng)絡(luò)”的應(yīng)用形式被服務(wù)器20執(zhí)行，以產(chǎn)生輸出數(shù)據(jù)和結(jié)果，這些輸出數(shù)據(jù)和結(jié)果被傳送到工作站11，用于以有益于工作站11的用戶的形式被外圍裝置P顯示或輸出。另外，庫(kù)22 也可用于服務(wù)器20 (以及可能在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上的工作站11)，并且存儲(chǔ)模型計(jì)算、先前的模型結(jié)果、用于與腐蝕模型的相關(guān)的實(shí)際腐蝕測(cè)量和在預(yù)測(cè)系統(tǒng)10中有用的其他歸檔或參考信息。庫(kù)22可以駐留在另一個(gè)局域網(wǎng)上，或者可替選地經(jīng)由因特網(wǎng)或某個(gè)其他的廣域網(wǎng)被訪問。考慮庫(kù)22也可以被在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的其他相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)訪問。當(dāng)然，可以在預(yù)測(cè)系統(tǒng)10可訪問的不同位置實(shí)現(xiàn)所述測(cè)量、庫(kù)22和程序存儲(chǔ)器M 實(shí)際駐留的特定存儲(chǔ)器資源或位置。例如，這些數(shù)據(jù)和程序指令可以被存儲(chǔ)在工作站11內(nèi)的本地存儲(chǔ)器資源中、在服務(wù)器20內(nèi)的本地存儲(chǔ)器資源中或?qū)τ谶@些功能通過(guò)網(wǎng)絡(luò)可訪問的存儲(chǔ)器資源中。另外，本領(lǐng)域中已知，這些數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器資源的每一個(gè)本身可在多個(gè)位置之間分布。認(rèn)為本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠以適合于每一個(gè)特定應(yīng)用的方式容易地實(shí)現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的該實(shí)施例有用的適用的測(cè)量、模型和其他信息的存儲(chǔ)和檢索。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，例如，系統(tǒng)存儲(chǔ)器14和程序存儲(chǔ)器M分別存儲(chǔ)中央處理單元15和服務(wù)器20可執(zhí)行的計(jì)算機(jī)指令，以執(zhí)行在本說(shuō)明書中所述的功能，通過(guò)該功能，可以產(chǎn)生用于管線或井下殼體的預(yù)測(cè)腐蝕速率的估計(jì)。這些計(jì)算機(jī)指令可以具有一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行程序的形式或源代碼或高級(jí)代碼的形式，從該源代碼或高級(jí)代碼導(dǎo)出、匯編、 解譯或編譯一個(gè)或多個(gè)可執(zhí)行的程序。根據(jù)要執(zhí)行期望的操作的方式，可以使用任何一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)語(yǔ)言或協(xié)議。例如，這些計(jì)算機(jī)指令可以以傳統(tǒng)的高級(jí)語(yǔ)言被寫為傳統(tǒng)的線性計(jì)算機(jī)程序或被布置來(lái)以面向?qū)ο蟮姆绞綀?zhí)行。這些指令也可以被嵌入高級(jí)應(yīng)用內(nèi)。例如，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，在程序存儲(chǔ)器M中駐留并且可被服務(wù)器20和諸如工作站11的客戶計(jì)算機(jī)系統(tǒng)訪問的可執(zhí)行的基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用以EXCEL電子表格的形式接收來(lái)自客戶機(jī)系統(tǒng)的輸入，在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器處執(zhí)行用于算法的Visual Basic(VBA)模塊，并且也以 EXCEL電子表格的形式向客戶機(jī)系統(tǒng)提供輸出。向網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的這種基于電子表格的輸入和輸出是有益的，因?yàn)椴僮魉枰挠脩襞嘤?xùn)的相對(duì)低水平，并且因?yàn)樵诰W(wǎng)絡(luò)服務(wù)器處駐留的應(yīng)用的安全性和可維護(hù)性。認(rèn)為已經(jīng)參考了本說(shuō)明書的本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠以適合于期望裝置的方式來(lái)容易地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，而無(wú)需過(guò)度的試驗(yàn)?？商孢x地，通過(guò)經(jīng)由某個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口或/輸入/輸出裝置的在電磁載波信號(hào)上的編碼信息，這些計(jì)算機(jī)可執(zhí)行軟件指令可以駐留在局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)上的其他位置，或可以從高級(jí)服務(wù)器或位置被下載。以軟件包的形式，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行軟件指令原先被存儲(chǔ)在可拔插的或其他非易失性計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)(例如，DVD盤、快閃存儲(chǔ)器等)上，或能夠作為電磁載波信號(hào)上的編碼信息而被下載，并且根據(jù)該軟件包，預(yù)測(cè)系統(tǒng)10以用于軟件安裝的傳統(tǒng)方式來(lái)安裝計(jì)算機(jī)可執(zhí)行軟件指令。圖3舉例圖示根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的由預(yù)測(cè)系統(tǒng)10可執(zhí)行的各種軟件模塊的布置。圖3的布置在下述方面對(duì)應(yīng)于作為“網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用”的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10的軟件的實(shí)現(xiàn)方式 可執(zhí)行軟件在服務(wù)器上駐留并且響應(yīng)于從客戶機(jī)系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)(有線或無(wú)線LAN或WAN)上轉(zhuǎn)發(fā)的命令和輸入數(shù)據(jù)而被執(zhí)行。在這個(gè)示例中，工作站11是客戶機(jī)系統(tǒng)，而大量的軟件功能在服務(wù)器20上駐留并且被執(zhí)行，并且將通信鏈路LNK圖示為通信設(shè)施和協(xié)議，通過(guò)該鏈路，兩個(gè)物理計(jì)算機(jī)彼此進(jìn)行通信。在這種布置中，工作站11運(yùn)行接口 21，根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，通過(guò)接口 21，數(shù)據(jù)和模型結(jié)果向用戶傳送和從用戶傳送。接口 21優(yōu)選地通過(guò)傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)軟件應(yīng)用被實(shí)現(xiàn)，例如被實(shí)現(xiàn)為在EXCEL電子表格程序中的工作單、在傳統(tǒng)因特網(wǎng)瀏覽器應(yīng)用內(nèi)的網(wǎng)頁(yè)或兩者的組合(在框內(nèi)操作的電子表格工作單或在瀏覽器應(yīng)用中的網(wǎng)頁(yè))。下面將顯而易見，這個(gè)接口 21可以被實(shí)現(xiàn)為窗口，其中，用戶可以輸入一個(gè)輸入值的陣列，并且其中，可以顯示輸出值的陣列。在接口 21內(nèi)的瀏覽器或其他應(yīng)用操作來(lái)格式化由用戶輸入的輸入數(shù)據(jù)，并且將那個(gè)數(shù)據(jù)和任何控制信號(hào)或命令傳送到輸入模塊23，輸入模塊23駐留在服務(wù)器20上并且被服務(wù)器20執(zhí)行。已經(jīng)閱讀了本說(shuō)明書的本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員被認(rèn)為能夠容易地編程輸入模塊23 和輸出模塊25，以執(zhí)行在各種功能模塊和接口之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的功能。本領(lǐng)域內(nèi)已知，并且根據(jù)傳統(tǒng)或基本技術(shù)，模塊23、25理解各種功能模塊和接口之間要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)的特定格式。 根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，輸入模塊23和輸出模塊25被服務(wù)器20執(zhí)行，使得與軟件模塊 26交流數(shù)據(jù)，并且，當(dāng)軟件模塊沈被執(zhí)行時(shí)，把數(shù)據(jù)應(yīng)用到各種模型，根據(jù)模型來(lái)確定預(yù)測(cè)的腐蝕速率和其他參數(shù)。在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，這些模塊包括PH模型模塊熱力模型模塊26i、流模型模塊2 和腐蝕速率模型模塊沈3。模型模塊^tlJe1Je2Je3(統(tǒng)稱為模型模塊26)可以使用例如Visual Basic模塊的高級(jí)編程語(yǔ)言來(lái)編程，駐留在服務(wù)器20并且是可調(diào)用的，使得對(duì)輸入模塊23向其提供的數(shù)據(jù)執(zhí)行它們的功能，這樣的執(zhí)行結(jié)果被模型模塊26中的每一個(gè)提供給輸出模塊25。輸出模塊25被編程，使得在通信鏈路LNK上轉(zhuǎn)發(fā)由一個(gè)或多個(gè)模型模塊26向其轉(zhuǎn)發(fā)的結(jié)果，以經(jīng)由接口 21向在工作站11的用戶顯示。 以這種方式，輸出模塊25也可以向工作站11傳送各種狀況消息，如果在模塊23、25、沈的任何一個(gè)的操作期間發(fā)生錯(cuò)誤或如果由模型模塊沈等產(chǎn)生范圍之外的結(jié)果，則這樣的消息包括錯(cuò)誤指示符。這些結(jié)果和狀況指示符也可以被存儲(chǔ)在庫(kù)22處，用于以后在來(lái)自工作站11等的命令下，在對(duì)于特定的建模操作適當(dāng)?shù)那闆r下被輸入模塊23應(yīng)用到模型模塊沈?，F(xiàn)在參見圖4，現(xiàn)在描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于估計(jì)腐蝕速率的方法的整體一般操作。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的如圖4中所示的在本方法中執(zhí)行的步驟和操作將被描述為被圖2的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10和圖3的軟件架構(gòu)執(zhí)行。僅舉例提供了用于實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的用于執(zhí)行腐蝕速率的估計(jì)的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10的特定硬件和軟件架構(gòu)。對(duì)于這樣的架構(gòu)和操作布置的改變，對(duì)參考了本說(shuō)明書的本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員是顯然的，并且被認(rèn)為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的預(yù)測(cè)系統(tǒng)10的操作以在處理30中接收輸入?yún)?shù)值開始，所述輸入?yún)?shù)值與一些參數(shù)相對(duì)應(yīng)，各種模型模塊26根據(jù)這些參數(shù)來(lái)操作以導(dǎo)出預(yù)測(cè)的腐蝕速率和其他結(jié)果。這些輸入?yún)?shù)值被認(rèn)為通常由用戶在工作站11經(jīng)由所運(yùn)行的適當(dāng)數(shù)據(jù)輸入接口 21而被輸入。可替選地，認(rèn)為可以在用戶的命令下，從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，例如從庫(kù)22檢索這些輸入?yún)?shù)值的一些或全部。進(jìn)一步可替選地，認(rèn)為在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，這些輸入?yún)?shù)值的一些可以是來(lái)自實(shí)驗(yàn)室或現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量傳感器的直接測(cè)量值，經(jīng)由工作站11被傳送或以其他方式被傳送到服務(wù)器20的輸入模塊23。圖5圖示根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的、包含電子表格頁(yè)面的輸入窗口 41的示例， 通過(guò)該電子表格頁(yè)面，用戶在工作站11輸入輸入?yún)?shù)值，或可替選地從諸如庫(kù)22的存儲(chǔ)器檢索輸入?yún)?shù)值。如圖5中所示，可以根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例建模多個(gè)“情況”，每一個(gè) “情況”對(duì)應(yīng)于要應(yīng)用到各種模型的獨(dú)立和單獨(dú)的一組輸入?yún)?shù)值。以這種方式，用戶可以通過(guò)下述方式來(lái)執(zhí)行“what-if (如果…怎樣)”分析逐個(gè)情況改變輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)，向模型應(yīng)用所述情況，并且將結(jié)果產(chǎn)生的預(yù)測(cè)腐蝕速率等作比較。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，在處理30中接收的輸入?yún)?shù)值包括水化學(xué)參數(shù)值，并且也包括用于描述要建模的管道和流環(huán)境的物理參數(shù)值。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例并且如圖5中所示的在處理30中接收的水化學(xué)參數(shù)值包括氯化物(Cl)、硫酸鹽(SO4)、鋇(Ba)、鈣 (Ca)、鍶(Sr)、鎂(Mg)、鈉(Na)、鉀(K)、重碳酸鹽(HCO3)、鐵(Fe)和乙酸鹽(Ac)的離子濃度；在圖5的示例中，這些離子濃度被表達(dá)為毫克/升或每百萬(wàn)分之幾。對(duì)于其中重碳酸鹽和乙酸鹽的參數(shù)對(duì)應(yīng)于這些反應(yīng)物的實(shí)際測(cè)量的情況，重要的是，保證有效地確定測(cè)量。用于測(cè)量重碳酸鹽的濃度的一種簡(jiǎn)單方式是通過(guò)測(cè)量溶液的堿度。然而，已知堿度僅在溶液中的堿、源自碳酸鹽平衡的情況下表示重碳酸鹽濃度；這通常不是在油氣生產(chǎn)中遇到的生產(chǎn)“鹽水”中的情況，因?yàn)榻?jīng)常存在也影響堿度的諸如乙酸鹽的其他陰離子。同樣，有益的是，量化所有陰離子的濃度，以便從總的堿來(lái)確定重碳酸鹽的濃度。在處理30中接收的物理輸入?yún)?shù)值包括用于諸如系統(tǒng)溫度、總的氣壓(即，在被管線傳送的多相系統(tǒng)的氣體中的主要的局部壓力)、在氣相中的CO2濃度、在氣體中的H2S的濃度、在水相中的溶解的氧的濃度、每一相(氣體、油、水)的流速、管路或管線的內(nèi)部直徑、 管路或管線相對(duì)于水平面的傾斜角、在系統(tǒng)中存在的水是否是凝結(jié)水或采出水的指示和每一相(氣體、油、水)的比重。當(dāng)然，根據(jù)待評(píng)估的每一個(gè)模型模塊沈所要求的輸入，也可以在處理30中接收其他參數(shù)的值；當(dāng)然，可以省略該模塊不使用的任何參數(shù)。在任何情況下，例如經(jīng)由輸入窗口 41在處理30中接收的輸入?yún)?shù)被轉(zhuǎn)發(fā)到模型模塊沈中適當(dāng)?shù)囊恍栽谟脩舻拿钕略u(píng)估特定的模型。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，在等級(jí)I模型處理35內(nèi)，通過(guò)對(duì)應(yīng)的模型模塊2^^26^ 262,263來(lái)執(zhí)行建模處理3&、3&、34、34。模型模塊沈執(zhí)行它們的對(duì)應(yīng)的建模處理32的具體順序不特別重要，除了建模處理3 要求作為輸入的其他建模處理32y的一個(gè)或多個(gè)的輸出。事實(shí)上，如果在服務(wù)器20內(nèi)提供足夠的計(jì)算容量，則可以至少在一定程度上并行地執(zhí)行建模處理32。在圖4的示例中，pH建模處理3 基于在處理30中接收的輸入?yún)?shù)的一些來(lái)計(jì)算原地的PH值，該輸入?yún)?shù)的一些輸入?yún)?shù)經(jīng)由接口 21和輸入模塊23被轉(zhuǎn)發(fā)到模型模塊 26。。根據(jù)本發(fā)明的該實(shí)施例，pH模型模塊^tl基于相加在一起的所接收的離子濃度參數(shù)值， 然后根據(jù)情況使用鈉或氯化物離子來(lái)平衡結(jié)果產(chǎn)生的電荷來(lái)導(dǎo)出這個(gè)PH值。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，PH模型模塊^tl可以被實(shí)現(xiàn)為在EXCEL電子表格程序內(nèi)的附加項(xiàng)功能，該功能或者以圖3所示的方式在服務(wù)器20實(shí)現(xiàn)，或作為接口 21的一部分在工作站11實(shí)現(xiàn)，其結(jié)果被轉(zhuǎn)發(fā)到服務(wù)器20。也考慮pH模型模塊2 的其他實(shí)現(xiàn)。由pH模型模塊沈。實(shí)現(xiàn)的計(jì)算示例是由美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(http://www. geo. vu. nl/users/posv/phreeqc/index, html) 公布的模型軟件代碼，公知的“PHREEQC-2”或“PHREEQC for Windows",其被修改來(lái)以如上所述的方式包括來(lái)自合作處理39的乙酸或乙酸鹽的影響。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，合作處理39接收在處理3 中計(jì)算的原地pH值，并且計(jì)算游離乙酸濃度(HAc)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，處理39接收乙酸鹽濃度(Ac)輸入?yún)?shù)值，并且如果凝結(jié)水值為“是(Yes)”或如果重碳酸鹽濃度(HCO3)小于lOppm，則認(rèn)為這個(gè)乙酸鹽濃度值是乙酸；否則，將乙酸鹽濃度僅看作乙酸鹽。在任何一種情況下，處理39 都響應(yīng)于原地PH并且根據(jù)如上所述的乙酸鹽對(duì)比乙酸判定來(lái)計(jì)算非游離的或游離的乙酸濃度。如下面進(jìn)一步細(xì)述，在裸鋼腐蝕速率的確定中使用這個(gè)游離乙酸濃度。在等級(jí)I腐蝕模型處理35中，熱力模型模塊26i執(zhí)行熱力建模處理32”以基于在
處理30中經(jīng)接口 21和輸入模塊23接收的輸入?yún)?shù)值來(lái)確定一個(gè)或多個(gè)熱力值和平衡常
數(shù)。如在本領(lǐng)域中已知，鐵的腐蝕產(chǎn)生鐵離子(例如，F(xiàn)e)，而鐵離子與流體中的氣體試劑反
應(yīng)使得在管路或管線的內(nèi)表面上結(jié)垢，諸如碳酸鐵。這樣的結(jié)垢提供了腐蝕保護(hù)的某種度
量。已經(jīng)觀察到，諸如碳酸鐵的結(jié)垢的形成非常依賴溫度。同樣，結(jié)垢形成的考慮是預(yù)測(cè)最
終腐蝕速率中的重要因素，并且同樣，在管路或管線中的預(yù)期溫度的判定，并且因此在由輸
入?yún)?shù)值指示的建模條件中是否形成結(jié)垢的判定是重要的。根據(jù)權(quán)利要求的這個(gè)實(shí)施例，
熱力模型模塊26i通過(guò)在如上所述的de Waard模型中實(shí)質(zhì)上使用的“經(jīng)驗(yàn)法則”手段來(lái)確
定結(jié)垢溫度Ts，該法則主要從在流體中的二氧化碳的離子濃度來(lái)確定結(jié)垢溫度。 —2400Ts = 0.44log(/CO3)+6.7-273其中， ·ω2是在處理30中輸入的二氧化碳的離子濃度。在這個(gè)示例中，然后將結(jié)垢溫度Ts與在處理30中作為物理參數(shù)之一輸入的溫度參數(shù)值作比較。當(dāng)然認(rèn)為，用于導(dǎo)出這種結(jié)垢溫度Ts和其他輔助因素的其他手段將對(duì)于已經(jīng)參考了本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的技術(shù)人員是清楚的或變得清楚。結(jié)果產(chǎn)生的結(jié)垢溫度I1S和這樣的其他輔助因素然后被轉(zhuǎn)發(fā)到輔助因素評(píng)估處理40，用于可以并入到最后的腐蝕速率內(nèi)，如下所述。還基于在處理30中經(jīng)接口 21和輸入模塊23接收的輸入?yún)?shù)值，由在等級(jí)I腐蝕模型處理35內(nèi)的流模型模塊沈2來(lái)執(zhí)行流參數(shù)建模處理322。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，流參數(shù)建模處理3 產(chǎn)生建模的管路或管線的液壓直徑、現(xiàn)場(chǎng)液體速度的估計(jì)和在建模的管路或管線內(nèi)的流態(tài)(環(huán)流、段塞流、分層流等)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，流模型模塊262 基于關(guān)于氣/油比率的特定假設(shè)來(lái)應(yīng)用各種已知的相關(guān)關(guān)系，該關(guān)系預(yù)測(cè)在儲(chǔ)罐和井應(yīng)用中遇到的典型溫度和壓力條件的黑油物理性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例的被流模型模塊 2 使用的這些已知的相關(guān)關(guān)系包括=Glaso的用于預(yù)測(cè)溶液氣油比率和油地層體積系數(shù)預(yù)測(cè)的相關(guān)，如在 Glaso，” Generalized Pressure-Volume-Temperature Correlations"， J. Petroleum Tech.，(SPE，1980)pp. 785-95中所述；Lee的用于預(yù)測(cè)氣粘度的相關(guān)，如在 Lee et al.，“ The Viscosity of Natural Gases" , J. Petroleum Tech. , (SPE，1966) pp. 997-1002中所述；Beggs和Robinson的用于預(yù)測(cè)液體粘度的相關(guān)，如在Beggs et al.，“ Estimating the Viscosity of Crude Oil Systems“ , J. Petroleum Tech. (SPE, 1975) pp. 1140-44所述；以及，Baker和krdloff和Hough的用于預(yù)測(cè)表面張力的相關(guān)，如在 Baker et al. ， “ Finding Surface Tension of Hydrocarbon Liquids， Oil and Gas Journal (1956)，pp. 96-104，and Hough et al. , “ Interfacial Tensions at Reservoir Pressures and Temperatures ；Apparatus and the Water-Methane System “，Trans. AIME(1951)，pp. 57-60所述。這些相關(guān)的結(jié)果然后被流模型模塊2 應(yīng)用到機(jī)械模型中， 該機(jī)械模型用于根據(jù)安裝其他輸入?yún)?shù)值選擇的模型來(lái)估計(jì)液體速度和液壓直徑。例如， 在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，基于如在Beggs et al.，“ A Study of Two-Phase Flow in Inclined Pipes" ,J. Petroleum Tech. (SPE, 1973) pp. 607—17 中所述的 Beggs 禾口 Robinson 垂直上流液壓的模型可以被應(yīng)用到具有大于20度的傾斜角的管路或管線；而對(duì)于20度以下的傾斜角，可以應(yīng)用不同的模型，例如基于Beggs和Brill的用于非分層流的壓力降低模型的不同模型。已經(jīng)參考本說(shuō)明書的本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠容易地使用傳統(tǒng)的建模軟件在期望精度上選擇和應(yīng)用用于確定感興趣的流動(dòng)參數(shù)和重要性的適當(dāng)?shù)南嚓P(guān)和模型。在任何情況下，由流模型模塊2 在處理322中輸出的流態(tài)的標(biāo)識(shí)必然在一定程度上不準(zhǔn)確并且是基于經(jīng)驗(yàn)的，并且它可以有益于分析處理3 的結(jié)果以確定流參數(shù)結(jié)果是否指示接近流態(tài)邊界的操作，并且如果是，則評(píng)估在相關(guān)流態(tài)兩者中的流，并且選擇更保守的流態(tài)和結(jié)果以用于腐蝕預(yù)測(cè)。如圖3和4中所示，等級(jí)I腐蝕速率模型處理35包括裸鋼腐蝕速率計(jì)算處理323， 該處理由腐蝕速率模型模塊2 根據(jù)在處理30中經(jīng)接口 21和輸入模塊23接收的參數(shù)值來(lái)執(zhí)行?，F(xiàn)在詳細(xì)描述裸鋼腐蝕速率處理323的操作的理論。如上所述，在油氣管線和井下殼體中常用的腐蝕試劑是水相二氧化碳(CO2)。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，裸鋼腐蝕速率計(jì)算處理3 基于(X)2腐蝕的電化學(xué)模型。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，通過(guò)下述方式來(lái)確定預(yù)測(cè)的腐蝕速率平衡鐵溶解(氧化)的陽(yáng)極反應(yīng)與各陰極還原反應(yīng)之和，每一個(gè)陰極還原反應(yīng)對(duì)應(yīng)于特定的腐蝕機(jī)制。在這些反應(yīng)的電化學(xué)模型中，通過(guò)將陽(yáng)極電流與各陰極電流之和平衡來(lái)完成反應(yīng)的平衡iFe = Σ ic在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，各種陰極電流包括下面的電流，每一個(gè)對(duì)應(yīng)于還原機(jī)制氫離子還原
i (H2C03)碳酸還原i (H20)水還原i(HAc0:乙酸還原氧還原鐵溶解的陽(yáng)極反應(yīng)基本上在激活控制下(即，依賴于根據(jù)激活能量的電勢(shì)和溫度)。陰極還原反應(yīng)在激活控制下或在激活和擴(kuò)散(反應(yīng)劑的質(zhì)量傳送)機(jī)制的混合控制下或在激活和水化(被水化反應(yīng)速率限制)機(jī)制的混合控制下。下面更詳細(xì)地說(shuō)明氧化和還原反應(yīng)的每一個(gè)相關(guān)的控制機(jī)制。考慮到控制對(duì)應(yīng)的氧化或還原機(jī)制的輸入?yún)?shù)的值， 在一系列電勢(shì)和電流密度上表征這些反應(yīng)的每一個(gè)。本領(lǐng)域中已知，可以求解電勢(shì)-電流密度點(diǎn)，在該電勢(shì)-電流密度點(diǎn)，陽(yáng)極溶解反應(yīng)與各陰極反應(yīng)之和平衡。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，在該操作點(diǎn)的腐蝕電流密度被裸鋼腐蝕速率模型處理3 使用，以得出預(yù)定的腐蝕速率?，F(xiàn)在描述用于根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例所考慮各反應(yīng)的陰極還原反應(yīng)中的每一個(gè)和陽(yáng)極氧化反應(yīng)與電勢(shì)和電流密度的關(guān)系。用于氫離子還原的機(jī)制的陰極電流i(H+)可以被表達(dá)為
權(quán)利要求
1.一種用于預(yù)測(cè)管道中的腐蝕速率的方法，包括步驟接收與輸入?yún)?shù)值相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述輸入?yún)?shù)值包括用于表示在所述管道內(nèi)的流體流的水化學(xué)參數(shù)的至少一個(gè)值和用于表示所述管道中的所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值；對(duì)于多個(gè)還原反應(yīng)中的每一個(gè)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；導(dǎo)出用于表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的累加電流-電壓關(guān)系；對(duì)于氧化反應(yīng)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；識(shí)別相對(duì)于表示所述氧化反應(yīng)的所述電流-電壓關(guān)系的、表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的所述累加電流-電壓關(guān)系的平衡操作點(diǎn)處的電流密度值；響應(yīng)于所識(shí)別的電流密度值來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的腐蝕速率；以及在可視顯示器處顯示所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所述接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定原地PH值； 其中，響應(yīng)于所述原地PH值來(lái)執(zhí)行用于所述還原反應(yīng)的至少一個(gè)的代表性電流-電壓關(guān)系的計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述的代表水化學(xué)參數(shù)的至少一個(gè)值包括乙酸鹽濃度值和重碳酸鹽濃度值；其中，所述的表示所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值包括是否存在凝結(jié)水的指示； 并且所述方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于超過(guò)閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示存在凝結(jié)水的指示符，把所述乙酸濃度值視為乙酸鹽而確定游離乙酸濃度；以及響應(yīng)于未超過(guò)所述閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示不存在凝結(jié)水的指示符的組合，把所述乙酸濃度值視為乙酸而確定游離乙酸濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定結(jié)垢溫度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定至少一個(gè)流參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，用于表示所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值包括所述流體的溫度；并且所述方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定結(jié)垢溫度； 響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定至少一個(gè)流參數(shù)；響應(yīng)于所述至少一個(gè)流參數(shù)的至少一個(gè)和所述流體的溫度與所述結(jié)垢溫度的比較，通過(guò)修改所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)計(jì)算未處理的最后腐蝕速率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的效率；以及響應(yīng)于所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率和所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的所述效率來(lái)計(jì)算被處理的腐蝕速率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括 接收與所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性相對(duì)應(yīng)的輸入值；其中，還響應(yīng)于所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性來(lái)計(jì)算所述被處理的腐蝕速率。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的效率；以及響應(yīng)于所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的效率和所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)計(jì)算被處理的腐蝕速率。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括 接收與所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性相對(duì)應(yīng)的輸入值；其中，還響應(yīng)于所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性來(lái)計(jì)算所述被處理的腐蝕速率。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大效率值，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)和所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)確定所述最小和最大效率值中的至少一個(gè)； 接收所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大可用性值；根據(jù)所述最小和最大效率值和所述最小和最大可用性值來(lái)確定最小和最大效果值； 把所要求的系統(tǒng)腐蝕性能與所述最小和最大效果值作比較；以及響應(yīng)于所述要求的系統(tǒng)腐蝕性能落在由所述最小和最大效果值指示的范圍之外，顯示指示符標(biāo)記。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述多個(gè)還原反應(yīng)包括乙酸還原反應(yīng)和氧還原反應(yīng)。
13.一種計(jì)算機(jī)化的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，用于預(yù)測(cè)在管道中的腐蝕速率，包括一個(gè)或多個(gè)處理單元，所述一個(gè)或多個(gè)處理單元用于執(zhí)行程序指令；以及程序存儲(chǔ)器，所述程序存儲(chǔ)器耦合到所述一個(gè)或多個(gè)處理單元，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序， 所述計(jì)算機(jī)程序包括程序指令，所述程序指令當(dāng)被所述一個(gè)或多個(gè)處理單元執(zhí)行時(shí)能夠使得所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行用于預(yù)測(cè)在管道中的腐蝕速率的一系列操作，所述一系列操作包括接收與輸入?yún)?shù)值相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述輸入?yún)?shù)值包括用于表示在所述管道內(nèi)的流體流的水化學(xué)參數(shù)的至少一個(gè)值和用于表示在所述管道中的所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值；對(duì)于多個(gè)還原反應(yīng)中的每一個(gè)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；導(dǎo)出用于表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的累加電流-電壓關(guān)系；對(duì)于氧化反應(yīng)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；識(shí)別相對(duì)于表示所述氧化反應(yīng)的所述電流-電壓關(guān)系的表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的所述累加電流-電壓關(guān)系的平衡操作點(diǎn)處的電流密度值；響應(yīng)于所識(shí)別的電流密度值來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的腐蝕速率。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括輸入外圍裝置，所述輸入外圍裝置耦合到所述處理單元中的至少一個(gè)，用于接收所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)；以及輸出外圍裝置，所述輸出外圍裝置耦合到所述處理單元中的至少一個(gè)，用于提供用戶可讀的輸出；并且其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括 在所述輸出外圍裝置處顯示所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括存儲(chǔ)器資源，所述存儲(chǔ)器資源耦合到所述處理單元中的至少一個(gè)，用于存儲(chǔ)所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定原地PH值； 其中，響應(yīng)于所述原地PH值來(lái)執(zhí)行用于所述還原反應(yīng)中的至少一個(gè)的代表性電流-電壓關(guān)系的計(jì)算。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的系統(tǒng)，其中，用于代表水化學(xué)參數(shù)的所述至少一個(gè)值包括乙酸鹽濃度值和重碳酸鹽濃度值；其中，所述的表示所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值包括是否存在凝結(jié)水的指示； 并且進(jìn)一步包括響應(yīng)于超過(guò)閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示存在凝結(jié)水的指示符，把所述乙酸濃度值視為乙酸鹽而確定游離乙酸濃度；以及響應(yīng)于未超過(guò)所述閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示不存在凝結(jié)水的指示符的組合，把所述乙酸濃度值視為乙酸而確定游離乙酸濃度。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括其中，所述的表示所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值包括所述流體的溫度； 并且其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定結(jié)垢溫度； 響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定至少一個(gè)流參數(shù)；響應(yīng)于所述至少一個(gè)流參數(shù)中的至少一個(gè)和所述流體的溫度與所述結(jié)垢溫度的比較， 通過(guò)修改所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)計(jì)算未處理的最后腐蝕速率。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的系統(tǒng)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的效率；接收與所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性相對(duì)應(yīng)的輸入值；以及響應(yīng)于所述未處理的最終腐蝕速率以及所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的所述效率和可用性來(lái)計(jì)算被處理的腐蝕速率。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大效率值，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)和所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)確定所述最小和最大效率值中的至少一個(gè)； 接收所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大可用性值；根據(jù)所述最小和最大效率值和所述最小和最大可用性值來(lái)確定最小和最大效果值； 把所要求的系統(tǒng)腐蝕性能與所述最小和最大效果值作比較；以及響應(yīng)于所述要求的系統(tǒng)腐蝕性能落在由所述最小和最大效果值指示的范圍之外，顯示指示符標(biāo)記。
21.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述多個(gè)還原反應(yīng)包括乙酸還原反應(yīng)和氧還原反應(yīng)。
22.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)處理單元包括 客戶機(jī)中央處理單元；以及服務(wù)器中央處理單元；其中，通過(guò)所述客戶機(jī)中央處理單元來(lái)執(zhí)行所述接收操作； 其中，通過(guò)所述服務(wù)器中央處理單元來(lái)執(zhí)行所述計(jì)算、導(dǎo)出和識(shí)別操作； 并且其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括向所述服務(wù)器中央處理單元發(fā)送由所述客戶機(jī)中央處理單元接收的所述數(shù)據(jù)
23.一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序當(dāng)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上被執(zhí)行時(shí)，使得所述計(jì)算機(jī)系統(tǒng)執(zhí)行用于預(yù)測(cè)在管道中的腐蝕速率的一系列操作，所述一系列操作包括接收與輸入?yún)?shù)值相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，所述輸入?yún)?shù)值包括用于表示在所述管道內(nèi)的流體流的水化學(xué)參數(shù)的至少一個(gè)值和用于表示在所述管道中的所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值；對(duì)于多個(gè)還原反應(yīng)中的每一個(gè)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；導(dǎo)出用于表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的累加電流-電壓關(guān)系；對(duì)于氧化反應(yīng)，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)計(jì)算代表性的電流-電壓關(guān)系；識(shí)別相對(duì)于表示所述氧化反應(yīng)的所述電流-電壓關(guān)系的表示所述多個(gè)還原反應(yīng)的所述累加電流-電壓關(guān)系的平衡操作點(diǎn)處的電流密度值；響應(yīng)于所識(shí)別的電流密度值來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的腐蝕速率；以及在可視顯示器處顯示所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定原地PH值； 其中，響應(yīng)于所述原地PH值來(lái)執(zhí)行用于所述還原反應(yīng)中的至少一個(gè)的代表性電流-電壓關(guān)系的所述計(jì)算。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，用于代表水化學(xué)參數(shù)的所述至少一個(gè)值包括乙酸鹽濃度值和重碳酸鹽濃度值；其中，用于表示所述流體流的物理參數(shù)的所述至少一個(gè)值包括是否存在凝結(jié)水的指示；并且其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于超過(guò)閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示存在凝結(jié)水的指示符，把所述乙酸濃度值視為乙酸鹽而確定游離乙酸濃度；以及響應(yīng)于未超過(guò)所述閾值的所述重碳酸鹽濃度值或用于指示不存在凝結(jié)水的指示符的組合，把所述乙酸濃度值視為乙酸而確定游離乙酸濃度。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定結(jié)垢溫度。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定至少一個(gè)流參數(shù)。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，用于表示所述流體流的物理參數(shù)的至少一個(gè)值包括所述流體的溫度；并且其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定結(jié)垢溫度； 響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定至少一個(gè)流參數(shù)；響應(yīng)于所述至少一個(gè)流參數(shù)的至少一個(gè)和所述流體的溫度與所述結(jié)垢溫度的比較，通過(guò)修改所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)計(jì)算未處理的最后腐蝕速率。
29.根據(jù)權(quán)利要求25所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)表示的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)來(lái)確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的效率；以及響應(yīng)于所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的所述效率和所述未處理的最終腐蝕速率來(lái)計(jì)算被處理的腐蝕速率。
30.根據(jù)權(quán)利要求四所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括 接收與所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的可用性相對(duì)應(yīng)的輸入值；其中，還響應(yīng)于所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的所述可用性來(lái)計(jì)算所述被處理的腐蝕速率。
31.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述一系列操作進(jìn)一步包括確定腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大效率值，響應(yīng)于由所接收的數(shù)據(jù)的所述輸入?yún)?shù)值的一個(gè)或多個(gè)和所述預(yù)測(cè)的腐蝕速率來(lái)確定所述最小和最大效率值中的至少一個(gè)； 接收所述腐蝕抑制劑物質(zhì)的最小和最大可用性值；從所述最小和最大效率值和所述最小和最大可用性值來(lái)確定最小和最大效果值； 把所要求的系統(tǒng)腐蝕性能與所述最小和最大效果值作比較；以及響應(yīng)于所述要求的系統(tǒng)腐蝕性能落在由所述最小和最大效果值指示的范圍之外，顯示指示符標(biāo)記。
32.根據(jù)權(quán)利要求23所述的介質(zhì)，其中，所述多個(gè)還原反應(yīng)包括乙酸還原反應(yīng)和氧還原反應(yīng)。
全文摘要
一種用于預(yù)測(cè)在油氣生產(chǎn)和輸送中有用的水相CO2腐蝕速率的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和方法。接收與水化學(xué)和物理流體以及管道性質(zhì)對(duì)應(yīng)的輸入?yún)?shù)值?；谶@些輸入?yún)?shù)值，該系統(tǒng)和方法根據(jù)腐蝕反應(yīng)的電化學(xué)模型來(lái)導(dǎo)出用于多個(gè)陰極還原反應(yīng)的電流-電壓關(guān)系，并且導(dǎo)出用于鐵溶解的陽(yáng)極氧化反應(yīng)的電流-電壓關(guān)系。在陽(yáng)極電流-電壓關(guān)系的外推和累加陰極電流-電壓關(guān)系的外推的相交處獲得電流密度。然后根據(jù)所獲得的電流密度來(lái)計(jì)算預(yù)測(cè)的腐蝕速率。也可以評(píng)估諸如結(jié)垢和流態(tài)的輔助參數(shù)的影響和腐蝕抑制劑的功效。
文檔編號(hào)F17D3/12GK102282411SQ201080004923
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2010年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月19日
發(fā)明者喬斯·韋拉, 威爾·杜爾尼, 張子儒, 桑德拉·赫南德斯, 理查德·伍拉姆 申請(qǐng)人:Bp北美公司