浅谈CO2在不同环境条件下对油气井管柱的腐蚀机理

腐蚀是现代工业中一种重要的破坏因素，是三大失效形式之一，在目前的油田生产过程中，腐蚀所造成的损失也十分巨大。油田开采过程中存在的腐蚀有很多种，其中CO2腐蚀是世界石油工业中一种常见的腐蚀类型，也是困扰油气工业发展的一个极为突出的问题。本文针对油气井钻采过程中的CO2腐蚀问题及其相应井下防腐工艺和措施展开深入的调研和分析，分析了CO2在不同环境条件下对油气井管柱的腐蚀机理，进行了CO2腐蚀的影响因素和影响规律的讨论。     

稀土合金钢09Cr2AlMoRE的耐CO_2腐蚀性评价

为了评价新型材料09Cr2AlMoRE的CO2腐蚀性能,采用高温高压釜模拟该材料的油田CO2腐蚀环境,考察和分析了其CO2腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜的化学成分。结果表明,在CO2腐蚀环境中09Cr2AlMoRE主要发生均匀腐蚀,平均腐蚀速率在0.3~1.5mm/a;其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3,不同温度下成分略有差异。     

稀土合金钢09Cr2AlMoRE的耐CO2腐蚀性评价

为了评价新型材料09Cr2AlMoRE的CO2腐蚀性能,采用高温高压釜模拟该材料的油田CO2腐蚀环境,考察和分析了其CO2腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜的化学成分.结果表明,在CO2腐蚀环境中09Cr2AlMoRE主要发生均匀腐蚀,平均腐蚀速率在0.3～1.5mm/a;其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3,不同温度下成分略有差异.     

宝浪油田含油污水腐蚀行为的研究

采用XRD分析、X射线衍射、电子探针和电化学试验方法,研究了宝浪油田含油污水处理系统主要设备腐蚀产物、腐蚀形貌和腐蚀原因,并对腐蚀影响因素进行了试验研究.结果表明,污水处理系统中设备主要存在CO2腐蚀、O2腐蚀和SRB腐蚀,通过试验发现,改变含油污水的pH值、温度和SRB含量等对污水的腐蚀性有不同程度的影响.找出了宝浪油田污水腐蚀的主要原因及影响因素,为油田污水处理系统防腐蚀提供了参考依据.     

30CrMo抽油杆在超临界CO_2环境中的腐蚀行为

目前,对抽油杆材料在超临界CO2环境中的腐蚀研究报道较少。为此,利用高温高压反应釜,开展了30Cr Mo抽油杆材料在超临界CO2环境中的腐蚀模拟试验。通过失重法测量了30Cr Mo在不同CO2压力、温度和含水率条件下的平均腐蚀速率;利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对比分析了腐蚀产物膜的形态和组成。结果表明:在超临界CO2试验条件下,30Cr Mo腐蚀严重,试样表面出现点蚀或台地腐蚀。随着CO2压力增大,30Cr Mo平均腐蚀速率减小。30Cr Mo腐蚀产物膜随着CO2压力增大更加致密。随着温度升高,30Cr Mo平均腐蚀速率先增大后减小,平均腐蚀速率在80℃达到3.456 mm/a的峰值。当含水率从30%提高到60%时,30Cr Mo平均腐蚀速率从0.083 mm/a迅速增大到1.230 mm/a。研究结果可为油田CO2驱开发过程中抽油杆的使用与腐蚀控制提供支持。     

20和L245NS钢在模拟低含硫饱和CO2油田污水中的电化学耐蚀行为研究

为了解决低含硫油田污水处理过程引起管线腐蚀问题并有效选材,研究了20和L245NS 2种管线钢在不合硫和低含硫的饱和CO2油田污水环境中的耐蚀行为,利用动电位极化、有效电化学阻抗谱、扫描电镜和能谱仪等方法研究了2种材料在含硫和不合硫环境中电化学腐蚀行为和腐蚀产物的元素成分分析.结果 表明:20和L245NS管线钢在低含...     

Ni-Fe-P化学镀层的制备及其在CO_2和H_2S/CO_2环境中的耐蚀性能

为了改善石油天然气行业含CO2和H2S/CO2的腐蚀液中油套管的耐蚀性,在N80钢表面制备了Ni-Fe-P化学镀层,考察了Ni-Fe-P镀层的形貌、成分及相结构,并研究了其在模拟油田采出水(饱和CO2环境)和含H2S/CO2的腐蚀液中的耐蚀性。结果表明:制备的Ni-Fe-P镀层为非晶态结构的高磷镀层;Ni-Fe-P镀层有较高的抗CO2腐蚀性能;在含H2S的腐蚀液中加入CO2会加速Ni-Fe-P镀层的腐蚀;在含H2S/CO2的腐蚀液中,Cl-加速了Ni-Fe-P镀层钝化膜的破坏。     

油田套管P110钢腐蚀的影响因素

油田油套管腐蚀大,影响因素较多,为了提高管道的使用寿命,给油气田的防腐蚀提供理论依据,采用动、静态高温高压釜对油井套管P110钢进行了失重法腐蚀试验,利用SEM,EDS和XRD技术对P110钢的动、静态CO2腐蚀行为进行了研究.结果显示,CO2腐蚀产物膜的主要成分是FeCO3和Fe3C;在每种条件下,温度、CO2分压、Cl-浓度对P110钢的腐蚀速率都有其临界值.     

N80石油套管钢的CO2腐蚀研究现状

CO2腐蚀是石油管材服役过程中常见的腐蚀失效形式,危害极大.综述了N80石油套管钢的CO2腐蚀研究现状,概述了油(气)田开发过程中油管CO2腐蚀的产生和类型;列举了CO2腐蚀的研究方法、影响因素;讨论了CO2的腐蚀机理.     

5种套管在含H2S、CO2模拟腐蚀环境中的耐蚀性比较

根据某油田气井含H2S、CO2气体的腐蚀环境,对5种套管进行了耐蚀性模拟评价,失重法评价发现其平均腐蚀速率相当,为均匀腐蚀,试样表面有少量浅腐蚀坑,腐蚀产物中有FeS等,抗硫套管NT95SS腐蚀速率略低;模拟腐蚀试验前后力学性能几乎无变化,说明短时间内套管在含H2S、CO2模拟腐蚀环境中只发生了表面的均匀腐蚀,尚未引起强度变化.     

13Cr油套管钢CO2腐蚀产物膜的能谱分析

利用高温高压釜,模拟油田腐蚀环境条件,采用13Cr油套管钢制备了CO2腐蚀产物膜,借助电子扫描显微镜（SEM）观察了腐蚀膜的表面和横截面形貌,通过X射线能量散射分析（EDAX）、X射线衍射（XRD）和X射线光电子光谱（XPS）等方法测定和分析了腐蚀产物膜的组成,以推测13Cr钢的CO2腐蚀机制。结果表明,13Cr钢在试验条件下以均匀腐蚀形成的CO2腐蚀产物膜具有双层结构;该腐蚀产物膜主要含有Fe、Cr、C和O四种元素;表层主要是粗大松散的FeCO3晶体颗粒堆积而成,内层是细小致密的晶态FeCO3和非晶态的Cr（OH）。微粒构成;内层膜较好的致密性和离子透过选择性是13Cr钢具有较好耐CO2腐蚀性能的主要原因。     

油管镀Ni-Fe-W合金层的耐疲劳和耐蚀性能

目前,不同腐蚀环境中油管选用Ni-Fe-W合金镀层时存在一定的盲目性。对QT-900油管电镀Ni-Fe-W合金,模拟某油田腐蚀环境,通过疲劳试验、高温高压腐蚀试验以及金相显微镜、SEM、EDS等分析手段,研究了Ni-Fe-W镀层对QT-900油管的耐疲劳及耐CO2酸性腐蚀的影响。结果表明:Ni-Fe-W合金镀层具有良好的耐CO2酸性腐蚀性能,其均匀腐蚀速率较低,且随CO2分压增加变化不大;Ni-Fe-W合金镀层显著提高了油管的疲劳寿命;疲劳失效的Ni-Fe-W合金镀层油管,裂纹均起源于表面镀层,贯穿镀层扩展至基体,刺口附近裂纹较为密集,距刺口350 mm处裂纹较为稀疏。     

N80钢的高温高压CO2腐蚀电化学特性研究

运用电化学测量技术研究N80油管钢在高温高压模拟油田现场腐蚀环境中的CO2腐蚀电化学行为.研究结果表明:在腐蚀的开始阶段,反应主要受活化控制.随着反应的进行,腐蚀产物不断在金属表面沉积,腐蚀电动势和电流密度越来越小,扩散传质过程的影响随之增大.当腐蚀反应时间超过72h后,电极腐蚀过程趋于稳定,此时,反应受活化和扩散共同控制.     

原油集输管道H_2S/CO_2内腐蚀影响规律的试验研究

随油田开发过程的不断进行,油田原油集输管道的腐蚀问题日益突出,引发了不可忽视的安全隐患。以西南某油田具有代表性的原油集输管道材质——X65为研究目标,采用室内腐蚀试验的方法,通过电化学测试和电子扫描显微镜测试,对比分析了缓蚀剂、腐蚀垢层、H_2S浓度等条件对原油集输管道内腐蚀的影响规律,并深入分析了其腐蚀机理。结果表明:腐蚀垢层的存在对原油集输管道内壁面的腐蚀反应过程和缓蚀剂的缓蚀效果具有阻碍作用;低浓度的H_2S对腐蚀速率有抑制作用,而高浓度的H_2S对腐蚀速率有促进作用;对裸钢试样而言,H_2S浓度变化通过影响腐蚀产物膜影响腐蚀过程;针对含腐蚀垢层的金属试样,H_2S浓度变化通过影响溶液中腐蚀性物质含量从而影响腐蚀过程。     

H_2S-CO_2高低分压下高硫高盐介质中BNS管线钢的腐蚀速率

为了掌握H2S-CO2高低分压下高硫高盐强腐蚀介质中钢的腐蚀速率,采用全浸挂片法、XRD测试技术对伊朗北阿油田BNS管线钢在温度、压力、Cl-浓度变化下的腐蚀规律进行了研究。结果表明:在H2S-CO2低分压下,BNS管线钢的腐蚀产物为Ca CO3,随着温度的升高,腐蚀速率先减小后增大,随着压力的增加,腐蚀速率减小,随着Cl-浓度的升高,腐蚀速率升高;在高分压下,腐蚀产物主要为Cl-和Fe CO3混合物,随温度的升高,腐蚀速率减小,Cl-浓度对腐蚀速率的影响较为复杂。     

某油田地面集输管道弯头腐蚀的原因

某油田地面集输管道弯头腐蚀相当严重,穿孔事故频发.通过宏观观察、化学成分分析、金相检验、扫描电镜观察、能谱分析以及高温高压模拟腐蚀试验等方法,分析了管道弯头穿孔的原因.结果表明:管道弯头的化学成分符合技术要求,且显微组织无异常;管道减薄及穿孔主要是CO2和H2 S的协同腐蚀作用及流体冲刷所致.     

核桃壳过滤器内件2205双相不锈钢高矿化度下的腐蚀行为

为了探讨油田污水核桃壳过滤器内件2205双相不锈钢高矿化度下的腐蚀行为,模拟了相应的腐蚀环境,采用JSM-1800型扫描电镜(SEM)、OXFORD ISIS能谱仪、M273A电位仪和M5210锁相放大器,以失重法、电化学技术研究了其腐蚀行为。结果表明:在CO2+溶解氧环境中,随温度的升高,2205双相不锈钢的腐蚀速率先增大后减小;在H2S+溶解氧及CO2/H2S+溶解氧环境中,随其温度升高,腐蚀速率逐渐增大;在空气+溶解氧环境中自腐蚀电位最高,即发生电化学腐蚀的趋势最小;在CO2+溶解氧及H2S+溶解氧环境中自腐蚀电位和自腐蚀电流密度接近,电化学腐蚀的趋势相差不大,对2205双相不锈钢交流阻抗谱(EIS)拟合的CO2/H2S+溶解氧中的腐蚀电荷转移电阻Rct最小,电化学腐蚀动力学阻力最小,抗腐蚀性能最差,这与极化曲线及失重法得到的结果一致。     

P110与P110S钢在套管环空液中的腐蚀行为研究

为进一步提高油气田勘探开发效率,通过腐蚀速率、腐蚀产物及微观形貌分析,分别研究了P110和P110S 2种钢材料在油田注采井套管环空液中于高温、中温及低温条件下的腐蚀行为.结果 表明:2种钢材料在同样温度和环空液条件下腐蚀表现基本一致,一套环空液中P110与P110S最大腐蚀速率均为0.65 mm,二套环空液中2种材料的腐蚀速率在100℃时达到最大值,P110最大腐蚀速率为0.04 mm/a,P110S最大腐蚀速率为0.03 mm/a.同时,3D形貌仪分析显示2种材料在一套环空液中于140℃腐蚀后表面有局部腐蚀的初期迹象.最后,进行了CO2渗入条件下P110S钢材料腐蚀行为及机理研究,结果显示CO2渗入加剧了高温条件下钢材料的腐蚀速率,并且得出其发生局部腐蚀的机理是CO2电化学腐蚀.     

模拟油田地层水环境中套管钢的结垢规律及防垢剂的选用

集输系统结垢制约了油田开采,注水管线形成的水垢增大了水流阻力和注水能耗,导致管线出现局部腐蚀。模拟油田地层水环境,研究了pH值、温度、盐含量、CO2分压对套管钢结垢规律的影响,并筛选了合适的阻垢剂以有效防止套管钢的破坏、失效。结果表明:套管钢的结垢速率随pH值增大、温度升高、CO2分压增大而增加,随盐含量增加而减小;具有防腐蚀、阻垢双重作用的阻垢剂能更有效地保护套管钢,减缓或避免其发生腐蚀和结垢。     

天然气设备CO2防护的问题及对策

CO2腐蚀出现在天然气开发、生产乃至输送的各个环节当中,它不仅可以引起天然气设备的腐蚀失效,而且还会对油气事业的正常发展带来严莺后果。我国每年由于CO2腐蚀而造成的经济损失高达数亿,因此,加强对CO2防护的研究,成为当前形势下刻不容缓的问题。本文从分析CO2的腐蚀原理出发,在了解目前CO2防护策略研究成果和现状的基础上,对天然气设备CO2防护的问题及对策进行了研究,并提出了一些看法。