注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测

针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象，开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述，基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论，考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素，得到油管内温度压力分布，研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测，并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明，在整个吞吐周期中，油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

S2-浓度对含盐污水中10#碳钢腐蚀性能的影响

 目前中国的炼油厂换热器多采用碳钢材质,换热器是石化设备中失效最快、损失最严重的设备之一,尤其是水相换热器的腐蚀更为严重。水相介质中通常含有一定量的S^2-、Cl^-、Ca²⁺和Mg²⁺,关于碳钢在含硫介质中的腐蚀行为,国内多数研究方向是应力情况下硫化物引起的应力腐蚀开裂问题,无应力状态下碳钢在含硫介质中的腐蚀行为研究得比较少。本文针对兰州石化某常减压装置换热器管束（主要材质10^#碳钢）在使用过程中的腐蚀问题,采用高温高压釜实验和电化学测试方法,研究壳程介质中S^2-浓度对10^#碳钢在含盐污水中腐蚀行为的影响,利用宏观照片和X 射线衍射仪XRD 表征腐蚀产物的形貌和相结构组成。实验结果表明,在测试区间内,随着腐蚀介质中S^2-含量的增加,试样表面生成的FeS 使得碳钢的均匀腐蚀速率逐渐降低,当介质中S^2-含量升高到250 mg/L 时,碳钢换热器管束的腐蚀程度由严重腐蚀转变为中度腐蚀,XRD 分析结果显示腐蚀产物为Fe₃O₄、CaCO₃和FeS;同时,当腐蚀介质中S^2-含量小于100 mg/L 时,由于介质中侵蚀性Cl^-存在,溶液中的Cl^-更容易穿过疏松的腐蚀产物膜层到达膜与基体界面处腐蚀基体,使得碳钢表面出现明显的点蚀现象,且介质中S^2-含量越低,试样抗点蚀性能越差。     

塔河油田某侧钻深井油管断裂失效原因

 塔河油田某稠油区高含CO₂及H₂S,某侧钻井在井下P110S 油管发生典型的断裂失效。为查明油管断裂原因,结合油管服役的井下工况条件,对断裂油管的化学成分、力学性能、金相组织、微观形貌进行测试及分析,对油管断裂部位的腐蚀产物进行了能谱分析。通过对断裂油管进行详细观测及试验分析,认为腐蚀是导致该井油管断裂的主要原因。通过对该侧钻井油管二种典型腐蚀特征的分析可知油管内壁以点状腐蚀为主,腐蚀机理为典型的CO₂电化学腐蚀;外壁主要为一侧分布的沟槽状腐蚀及坑蚀,腐蚀机理为低pH 值酸液条件下的电化学腐蚀及缝隙腐蚀。针对上述典型腐蚀问题,提出了针对性预防油管腐蚀穿孔的措施。     

CO2辅助蒸汽驱对四种钢的腐蚀性能影响模拟

CO₂辅助蒸汽驱是稠油开采的新型方式,但有关CO₂辅助蒸汽驱注气井中井下管柱CO₂腐蚀行为的研究较少。为此,利用高温高压釜模拟CO₂辅助蒸汽驱注气井筒工况,在CO₂分压为2 MPa,240 ℃的条件下,对4种常用的油套管钢进行了失重腐蚀挂片试验,得到了模拟工况下油套管钢的腐蚀速率,利用SEM观察了4种材质的微观腐蚀形貌,并采用SEM和EDS对4种管材的腐蚀产物进行了表征。结果表明,在实验条件下,4种材质的均匀腐蚀速率均小于油田的腐蚀控制指标（0.076 mm/a）;N80钢的腐蚀形态为均匀腐蚀,而3Cr、9Cr和13Cr钢的腐蚀形态为局部腐蚀;4种钢材的腐蚀速率均满足CO₂辅助蒸汽驱注气井筒腐蚀控制要求。     

Cr合金在含Cl-和SO42-离子溶液中的腐蚀行为

 为研究Fe-Cr 合金在含Cl^-和SO₄^2- 离子溶液中浸泡的腐蚀行为,采用显微激光拉曼光谱技术进行腐蚀产物分析,并进行线性极化和交流阻抗电化学测试明确腐蚀机理。研究结果表明,Fe-Cr 合金含有大量Cr 更容易形成钝化膜,在浸泡初期Fe-Cr 合金腐蚀速度很小。随着浸泡时间增加,维钝电流密度呈现先增加而后明显减小的趋势,说明钝化膜不断加强,钝化膜起到较好的阻碍Cl^-和SO₄^2- 阴离子侵蚀作用。在酸性溶液中,Fe-Cr 合金钝化的同时也发生着点蚀,且随着浸泡时间的增长而加剧。Fe-Cr合金在浸泡150 h 后,在三角晶界及其附近的晶界更易出现腐蚀产物,这是由于模拟溶液中含有大量Cl^-离子,致使钝化膜破损。而在Fe-Cr 合金的腐蚀产物中出现CrOOH,对腐蚀有抑制作用。     

基于试验的天然气集输管道失效性机理分析

为分析天然气集输管道的腐蚀失效行为，确定集输管线腐蚀形貌特征与产物成分，查明其腐蚀失效特征、腐蚀类型及失效机理。管道失效性分析以试验研究为主要手段，通过表面宏观测量分析管道内壁的腐蚀部位及宏观特征，开展材料力学性能、显微硬度、化学成分、金相分析等试验检测管道材质。对腐蚀穿孔处取样，采用扫描电镜（SME）进行微观形貌分析，结合能谱分析(EDS)和X射线衍射（XRD）技术对腐蚀产物作进一步物相分析。结果表明：管样失效处基体化学成分和材料力学性能符合国家标准要求，金相组织正常。管道钢L245在高矿化度水环境下发生CO2腐蚀，形成疏松、多孔且带裂纹的簇状腐蚀产物，腐蚀产物主要成分为FeCO3和Fe2O4，腐蚀产物膜与金属基体结合强度低，流体介质冲刷发生剥离并加速金属溶解和腐蚀性物质扩散，形成具有自催化的电化学腐蚀。     

深井油管CO2腐蚀规律及其应用研究

 采用高温高压水介质,测试研究了模拟现场工况环境中几种材料在不同井况环境下的动态腐蚀特征,对腐蚀产物和速率变化特征进行了分析.结果表明,不同井况环境下,腐蚀产物特征和速率存在较大差异,腐蚀速率最高值与最低值差别可达5倍以上;在同一口井中的不同井段,同种材料的腐蚀特征表现出极大的差异,腐蚀产物形貌、与基体结合力以及腐蚀速率等方面各不相同,其中以1500—3500m井段腐蚀较为严重,1500m以上腐蚀较轻,而井底部位试样表面基本都形成具有较好结合力的腐蚀产物膜,阻碍了腐蚀的发展;模拟环境下,同一口井中不同材料和不同井段间的耐蚀性也存在差别,这种差别是多种影响因素共同作用的结果,各影响因素的作用大小有所不同.可见,深井或超深井中油管的CO₂腐蚀,需要针对各油井的具体状况以及CO₂腐蚀的发生、发展规律和趋势,对每一口具体井的不同井段进行有关温度、压力及流速的测试和计算,找出可能发生严重CO₂腐蚀的井段;在研究油管的CO₂腐蚀规律时,需要综合考虑各种因素的协同作用.     

碳纳米管/纳米TiO2-聚苯胺复合膜电极的电化学制备及表征

在含有0.2 mol/L苯胺的0.5 mol/L　H₂SO₄溶液中， 采用循环伏安法(CV)， 以扫描速度50 mV/s, 扫描电位-0.1~0.9 V，在碳纳米管/纳米TiO₂(CNT/nanoTiO₂)膜电极上实现了苯胺的电化学聚合， 用电化学阻抗谱（EIS）和CV法对制备的碳纳米管/纳米TiO₂聚苯胺(CNT/nanoTiO₂ PAn)复合膜电极的电化学性质进行了表征， 从扫描电镜对膜层的微观形貌观察发现， 这种在纳米基体上聚合得到的聚苯胺膜层呈疏松、 多孔的纳米纤维网状结构， 同时具有良好的导电性， 不同于在普通金属基体上聚合得到的颗粒状聚苯胺膜.     

塔河油田注气井管道腐蚀特征及规律

 塔河油田为海相沉积形成的碳酸盐岩油田,地层液具有高矿化度、高Cl^-、高含CO₂、高含H₂S 特点,而注气井注气、焖井及生产过程中,含有溶解氧,使得腐蚀环境更加恶劣.通过分析油田碳酸盐岩油藏注气井地层采出液水、管道生产运行工况以及在注气工艺的调研基础上,应用X 射线衍射(XRD)分析、扫描电镜、能谱分析及点腐蚀影像(VMS)分析等测试分析手段,研究注气井井下及地面管道腐蚀产物及形貌特征,通过在注气井井底油管、井口及采油树内管道及地面生产管道内挂入3 种在用材质的监测挂片,研究注气、焖井及生产过程中不同监测部位的管道的腐蚀速度、形态及规律,研究规律为:从井底、井口到地面管道,随着监测周期加大,腐蚀坑的加深及加大,腐蚀速率增大;由注气过程、焖井过程向生产过程腐蚀程度逐步变大,纵向腐蚀能力增强;注气及生产过程中的35CrMo、P110S 及P110 3 种管道在用材质的耐蚀性变差.通过分析建立了注气、焖井以及生产过程中控制油田注气井井底、井口及地面管道腐蚀特征及规律的机理模型.     

316L钢在超临界水拟临界区内的腐蚀行为特性研究

为研究金属材料在超临界流体拟临界区内的腐蚀行为,解释拟临界区内腐蚀加剧现象的形成机理,采用超临界流体反应釜腐蚀实验平台,对316L奥氏体不锈钢在375.6℃、22.5 MPa, 405.6℃、22.5 MPa以及405.6℃、28.6 MPa 3种超临界水工况下进行200 h的静态腐蚀实验,并通过电子天平称量、扫描电子显微镜分析、X射线能量色散光谱仪分析和X射线衍射分析等方法对试样的腐蚀情况进行了分析。结果表明：316L不锈钢在拟临界区（375.6℃、22.5 MPa）腐蚀加剧,腐蚀速率最高,腐蚀产物最为复杂;在拟临界区的腐蚀产物为两层,外层为Fe₃O₄、Fe₂O₃,内层为FeCr₂O₄,而在超临界压力高参数区（405.6℃、28.6 MPa）只形成一层Fe₃O₄,内层产物膜尚未形成。通过对腐蚀机理分析发现,由于超临界水在拟临界区的物性剧烈变化,动力学作用增强,加速了氧等腐蚀性介质向材料基体的迁移,加剧了腐蚀产物...     

油套管用钢P110的CO_2腐蚀动力学研究

利用高温高压腐蚀试验及电化学原位测量技术,并辅以SEM、EDS和XRD等微观分析手段研究了油套管用钢P110在CO2分压为2 MPa、温度为100℃的3.5%NaCl水溶液中的腐蚀失重、界面反应电化学特性、腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征,探讨了油套管用钢CO2腐蚀动力学.研究结果表明:油套管用钢P110的CO2腐蚀产物为FeCO3;随腐蚀时间的延长及腐蚀产物膜的形成,平均腐蚀速率逐渐降低、趋势变缓,产物膜生长满足抛物线生长规律;腐蚀产物晶粒逐渐长大并堆垛紧密,逐渐成膜覆盖于金属表面,膜厚先增加后逐渐趋于稳定,对基体保护能力增强;不同腐蚀时间交流阻抗图谱(EIS)的拟合结果表明,极化电阻随着腐蚀时间增加逐渐增大,电极反应由最初的活化控制变为扩散控制.     

注水井管柱完整性评价及注水参数优化研究

针对塔河油田注水井井筒管柱完整性失效问题,基于氧腐蚀机理模型和ECE模型建立了注水井管柱腐蚀预测模型并验证其可靠性,研究了注采阶段和注水参数对管柱腐蚀的影响规律,建立了基于拉伸失效的注水井管柱失效判据,绘制了不同注水排量和溶解氧浓度下注水井极限允许注水量图版.研究表明,注水井管柱腐蚀主要发生在注水阶段,随注水排量和溶解...     

冀东油田深层油藏注氮气井管柱及井口装置设计

冀东油田高5区块具有油藏压力高、注气井斜度大、管柱下入深等特点。根据该区块目前的注气井井身结构、地面设施状况和注气增效要求，设计了笼统注气的管柱结构方案。利用冲蚀模型优选油管尺寸，并按照不同工况条件开展高温高压动态腐蚀模拟实验，探究注氮气井的井筒腐蚀机理，确定各因素对腐蚀速率的影响。最后对管柱的剩余强度和服役寿命进行评价。结果表明，选用ϕ73 mm、13Cr油管作为笼统注气管柱能够应对注氮气产生的冲蚀、氧腐蚀等影响，并有着良好的服役寿命。配备地面安全阀等安全装置，可以大大降低高压注气井存在的安全风险。该设计方案能够满足冀东油田深层氮气驱的生产需要，具有广泛的应用前景。     

油井管接头螺纹腐蚀与防护研究进展

油井管作为油气田开采过程中的基础设施,随着油气田的不断深入开发,油气井的实际开采环境越来越恶劣,其接头螺纹连接处的腐蚀失效问题日益突出和严重.为保障井筒完整性,提高油井管的使用寿命,对几种典型的油井管接头螺纹腐蚀类型进行了介绍,详细分析和综述了其腐蚀机理和影响因素.针对文中介绍的腐蚀类型,对其腐蚀防护技术进行了系统性的...     

温度对油套管用钢腐蚀速率的影响

通过模拟塔里木油田现场环境进行腐蚀试验,研究井下不同井段腐蚀环境下KO110和3Cr110油套管用钢的腐蚀形态以及腐蚀速率,确定表面腐蚀产物的成分.结果表明:在90℃附近两种材料出现腐蚀速率的最大值,KO110为9.9437mm/a,3Cr110为5.9734mm/a;3Cr110在低温下(90℃以下)的腐蚀速率远小于KO110,在90℃以上与KO110的腐蚀速率相当,甚至要高于KO110;KO110局部腐蚀相当严重,3Cr110表现出了良好的抗局部腐蚀性能,在整个温度区间,局部腐蚀很轻微.     

Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在HSO-3和/或Cl-介质中的耐蚀性

采用选择腐蚀技术,提取了Cu-11Fe-4Cr原位复合材料中Fe-Cr纤维,并测定了其电极电位。通过间歇式盐水喷雾实验和极化曲线测定,研究了Cu-11Fe-4Cr原位复合材料在HSO3-和/或Cl-介质中的腐蚀行为。用扫描电镜对腐蚀产物和腐蚀表面进行分析。结果表明,Cu-11Fe-4Cr原位复合材料中,E(Cu)相似文献   

SiC_p/2024Al铝基复合材料及其阳极氧化膜的腐蚀行为

用电化学方法研究了碳化硅颗粒增强2024铝(SiCp/2024Al)基复合材料及其硫酸阳极氧化膜在35%NaCl水溶液中的耐蚀性;作为比较,对2024Al的耐蚀性也进行了研究·结果表明,SiCp/2024Al复合材料在35%NaCl水溶液中比相应的基体金属有较大的腐蚀敏感性·SiCp/2024Al复合材料的阳极氧化膜具有良好的耐NaCl溶液腐蚀的能力,但其耐蚀性不如2024Al合金的阳极氧化膜,这是由于氧化膜中SiC颗粒的存在破坏了氧化膜的完整性和均匀性所致·     

X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.