含H2S/CO2气田中基于腐蚀风险的管道完整性设计

管道系统的完整性管理贯穿于全生命周期,涵盖设计、建设、投产、运行、延寿各个阶段,设计是整个生命周期中的起点,因此,在管网设计中融入完整性概念十分重要。腐蚀是一种与时间有关的危害因素,将贯穿于管网系统的运行阶段,对于含H2S/CO2气田集输管网系统,腐蚀问题会影响管道完整性。针对H2S/CO2气田,介绍工程设计阶段材料选择过程中需要考虑的主要因素、腐蚀风险评估的方法以及腐蚀控制框架的基本要求,为管网设计期间融入基于腐蚀风险的管道完整性设计理念提供参考。     

CO2、H2S对3Cr钢静态腐蚀的影响

为了研究3Cr钢在不同CO₂、H₂S腐蚀介质中耐蚀性,对3Cr钢分别在1 MPa CO₂、0.3 MPa H₂S及1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S腐蚀环境中的腐蚀速率和电化学性能进行测试,同时采用SEM、EDS和XRD等手段对上述三种腐蚀环境中的腐蚀产物进行分析对比。结果表明,3Cr钢在1 MPa CO₂环境下腐蚀速率最大,通过对腐蚀产物进行分析,发现其表面未形成连续分布且具有致密性腐蚀产物保护膜是其腐蚀速率高的主要原因。电化学测试发现3Cr钢EIS阻抗在1 MPa CO₂中呈现单容抗弧,而在0.3 MPa H₂S和1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S环境中呈现双容抗弧,进一步印证了其在1 MPa CO₂环境中耐蚀性较差的结果。     

用于含CO2/H2S环境的缓蚀剂研制

针对油气田CO2／H2S腐蚀环境,研制了一种以咪唑啉含硫衍生物、有机硫代磷酸酯为主要组分的复配缓蚀剂TG500。室内模拟长庆油田下古气藏介质环境的高温高压动态试验表明：在TG500加入量为100mg／1时,它对N80、SM80SS、K080SS等钢种的缓蚀效率可达95％以上。     

高含H2S环境中CO2对P110套管钢氢脆腐蚀行为的影响

通过溶液浸泡、恒载荷硫化物应力腐蚀开裂（SSC）、电化学氢渗透等实验方法分别分析API-P110套管钢在高含50%H2S和50%CO2的酸性溶液中和在高含50%H2S酸性溶液中氢脆腐蚀行为,探讨了CO2对套管钢氢脆腐蚀行为的影响。与未经过腐蚀试样相比,在H2S与CO2共存环境中和在H2S腐蚀环境中P110套管钢的强度（抗拉强度（bσ）和屈服强度（sσ））和延伸率（δ）下降,发生晶间断裂。与单一H2S环境相比,在H2S和CO2共存环境中钢的强度和延伸率下降程度较小、脆化率小、SSC敏感性低、氢渗透速率（J）小。在不同腐蚀环境中钢的氢渗透电流密度（J）都呈现随时间（t）延长急剧增加到峰值,然后缓慢下降直到出现稳态。在高含H2S腐蚀环境中,CO2提高了腐蚀产物膜的致密性,降低了膜中FexSy含量,减少了钢的氢原子渗透量,从而降低钢的氢脆敏感性。     

咪唑啉类缓蚀剂对CO2/H2S腐蚀抑制作用研究进展

CO2/H2S腐蚀一直是石油和天然气工业领域棘手问题和研究热点.针对CO2/H2S腐蚀,常采用咪唑啉类缓蚀剂处理.咪唑啉类缓蚀剂通过在金属表面形成单分子吸附膜,改变氢离子的氧化还原电位以及对溶液中的某些氧化剂进行配位,降低电位,达到缓蚀的目的.对咪唑啉类缓蚀剂的缓蚀机理以及研究现状进行了综述.     

高含CO_2气田缓蚀剂研究进展

针对油气田高含CO2导致的腐蚀问题,综述了高含CO2条件下的咪唑啉及其衍生物类缓蚀剂、铵盐与季铵盐类缓蚀剂和气液双相缓蚀剂等研究现状;介绍了多种抗高含CO2腐蚀的缓蚀剂及其在油田的应用情况;强调了加强气田高含CO2时缓蚀剂研究的重要性,并提出了此类缓蚀剂的几点发展展望。     

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磨溪气田自１９９１年投入工业性开采以来，在开采过程中井下管系与地面设备出现了严重的腐蚀问题，文章针对磨７０井井下管系的四种主要腐蚀特征进行了剖析，认为，造成腐蚀的主要原因是气田中含有Ｈ２Ｓ和ＣＯ２，这在整个磨溪气田都代表性。根据Ｈ２Ｓ和ＣＯ２对管系的腐蚀机理，对应采取的防腐措施提出了几点建议。     

CO2和H2S共存环境下井筒腐蚀主控因素及防腐对策——以塔里木盆地塔中Ⅰ气田为例

针对塔中Ⅰ气田天然气中CO2、H2S共存的特点,研究该腐蚀环境下管材腐蚀规律及防腐对策。通过5因素5水平正交实验,分析CO2压力、H2S压力、温度、Cl离子浓度及含水率这5个因素对抗硫油管腐蚀速率的影响程度,确定塔中Ⅰ气田腐蚀环境下的腐蚀主控因素为CO2压力。选择普通抗硫油管+缓蚀剂作为塔中Ⅰ气田油管的防腐对策,根据腐蚀主控因素筛选复配了适用于塔中Ⅰ气田腐蚀环境的缓蚀剂YU-4。该防腐工艺在塔中Ⅰ气田12口井中进行了应用,取得了显著的抗腐蚀效果,腐蚀速率达到防腐要求,其中TZ83井油管平均腐蚀速率由1.23 mm/a降至0.025 mm/a;TZ623井油管平均腐蚀速率由0.370 mm/a降至0.016 mm/a。     

含CO2气田井筒缓蚀剂性能评价

利用高温高压腐蚀测试仪,模拟高含二氧化碳（CO2）环境,从缓蚀剂浓度、温度、腐蚀时间、模拟地层水矿化度、材质、腐蚀介质以及与阻垢剂的配伍性等方面实验并评价了室内合成缓蚀剂YHX-4的性能。结果表明：温度为90℃时,井下管材腐蚀最为严重,但此时0.02%的YHX-4对3种管材（P110E加厚油管钢、P110S抗硫油管钢、TP110SS抗硫套管钢）的液相缓蚀率均能达90%以上,气相缓蚀率达85%以上;随着腐蚀时间的延长,腐蚀速率与缓蚀率均下降;矿化度增加,腐蚀速率上升,缓蚀率下降;YHX-4与阻垢剂PESA具有较好的配伍性。     

CO2/H2S介质下的缓蚀剂研究现状

针对川渝地区油气田因同时含CO2和H2S所导致的腐蚀问题,综述了CO2／H2S介质下的缓蚀剂研究现状。介绍了多种抗CO2／H2S腐蚀的缓蚀剂以及他们在油田的应用情况。强调加强CO2／H2S共存时缓蚀剂研究的重要性,并提出了该类缓蚀剂的发展方向及要注意的问题。     

高含H2S气田试气作业中的防护技术

乌兹别克哈乌扎克和康德姆气田属于世界上典型的高含硫气田,试气作业中对高含H₂S气井井控安全作业、硫化氢防护和设备防硫有着很高的要求。通过对硫化氢气体的成因、性质、危害的研究分析,总结出一整套安全防护技术措施。达到了降低施工风险、减少危害、延长设备使用寿命、有效控制硫化氢和保证安全施工的目的。对国内外其它高含硫气田试气作业也会起到借鉴作用。     

高含H2S气田水及闪蒸气处理新技术探讨

高含H₂S气田集输站场内原料气分离器在气水分离过程中产生的气田水,在低压闪蒸过程中会闪蒸出大量H₂S等有毒气体,采用常规的燃烧排放方式处置这部分气体,所产生的SO₂浓度远远超过了国家的相关标准。采用HYSYS及PROMAX等软件建模分析气田水的闪蒸气与原料气中H₂S含量的关系,通过理论计算闪蒸气燃烧所产生的SO₂浓度,提出采用金属隔膜式压缩机将闪蒸出的H₂S等酸性气体增压回流至原料气管线,一同输送至天然气净化厂进行脱硫及硫磺回收处理,实现高含H₂S气田集输站场闪蒸气体零排放。     

H2S分压对Q245R钢在H2S-CO2共存环境中腐蚀行为的影响

为研究H₂S-CO₂共存环境下H₂S含量对Q245R钢腐蚀行为的影响机制,通过模拟某油气田现场工况,利用高温高压釜设备开展不同P_H2S下Q245R钢在H₂S-CO₂环境中腐蚀性能试验,并采用金相显微镜、XRD、SEM和EDS等手段来分析Q245R钢的点蚀、腐蚀形貌和腐蚀产物组成等。结果表明：随着P_H2S由0.001 MPa增至0.11 MPa, Q245R钢均匀腐蚀速率增幅达196%,均匀腐蚀速率最大值为0.892 1 mm/a;腐蚀主控因素由CO₂腐蚀(P_H2S=0.001～0.05 MPa)转变为H₂S腐蚀(P_H2S=0.11 MPa),主要腐蚀产物由FeCO₃转变为FeS。由于腐蚀产物膜中的裂纹与孔洞等腐蚀微观通道的增加,以及反应溶液...     

川东北地区富含H2S天然气烃类与CO2碳同位素特征及其成因

虽然近年来对川东北地区富含H₂S天然气的地球化学特征、成因及来源开展了广泛研究并积累了丰富的地质、地球化学资料,但由于该地区特殊的地质环境和复杂的天然气形成演化条件,天然气成因与来源问题一直备受关注并存有争议。川东北地区天然气中H₂S含量与烃类组分组成、甲烷、乙烷和CO₂碳同位素组成之间的关系表明,飞仙关组—长兴组富含H₂S的天然气主要是原油在硫酸盐催化下裂解的产物,可能主要来源于下志留统烃源岩;高含H₂S天然气中富集重碳同位素CO₂的生成,与天然气中H₂S含量的降低有关,是H₂S溶蚀储层碳酸盐岩的结果。     

低H2S环境下L360MS碳钢耐CO2腐蚀行为研究

为研究L360MS碳钢在低H₂S环境下的耐CO₂腐蚀行为,通过模拟某油气田现场工况,利用高温高压釜设备开展不同H₂S-CO₂环境下L360MS碳钢腐蚀性能试验,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析L360MS碳钢的腐蚀形貌和产物组成等。结果表明：低H₂S环境下(p_H2S=0.001～0.005 MPa),随着CO₂分压的增大(p_CO2=0.25～0.65 MPa),L360MS碳钢平均腐蚀速率逐渐降低,点蚀速率增加;p_H2S=0.001 MPa、p_CO2=0.25 MPa时,L360MS碳钢平均腐蚀速率最大,为0.113 5 mm/a;随着p_CO2/p_H2S降低,...     

一种混合型缓蚀剂在H2S/CO2共存体系中的缓蚀性能研究

将合成的环己胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐和咪唑啉分别应用于H2S/CO2饱和模拟溶液中,采用静态失重法研究其在60℃、48 h条件下对N80钢的缓蚀性能.试验结果表明环己胺丙炔醇曼尼希碱季铵盐能够有效抑制H2 S/CO2饱和模拟溶液对N80钢的腐蚀,当其浓度为200 mg/L,缓蚀效率为88.9％.咪唑啉也能有效抑制H2 S...     

防H2S腐蚀的硫脲基咪唑啉缓蚀剂研究

依据轨道能量理论,结合多齿配体与金属离子形成的五元或六元环鳌合物很稳定的特性,将多个具有缓蚀作用的官能团或结构连接到一个分子上,设计了一种具有缓蚀作用的硫脲基咪唑啉分子。以油酸、多乙烯多胺、硫脲为原料,合成了橙黄色硫脲基咪唑啉,并用红外光谱进行了结构表征。以合成的硫脲基咪唑啉为缓蚀剂主剂,复配表面活性剂、吡啶、甲醛、丙炔醇等,得到防H2S腐蚀的缓蚀剂XL-1。缓蚀剂XL-1具有良好的缓蚀性能,在25℃、H₂S质量浓度2500 mg/L、XL-1加量0.25%时,碳钢腐蚀速率为0.013 mm/a,缓蚀率达95.3%。温度从25℃升至90℃,碳钢腐蚀速率从0.007 mm/a增至0.023 mm/a,缓蚀率从95.3%降至89.0%,抗温达90℃。随NaCl加量的增大,碳钢腐蚀速率增大,缓蚀率降低。在XL-1加量0.5%、NaCl质量分数10.0%、H2S加量2500 mg/L、腐蚀温度55℃的条件下,H2S对碳钢的腐蚀速率为0.027 mm/a,缓蚀率为87.3%。与川渝地区地层水、常用入井液或化学剂混合后,分散均匀,不分层,碳钢缓蚀率大于92%,相容性良好,适用于含硫气田的化学防腐作业。     

抗CO2缓蚀剂的试验评价与应用

CO2驱油技术是吉林油田近年来提高低渗及超低渗油藏采收率和动用率的三次采油技术,其中CO2腐蚀控制是该领域研究的热点和焦点问题,其经济有效的保护措施是加注适宜的缓蚀剂。针对CO2驱采油系统缓蚀剂进行现场的应用评价及效果分析,以确定合理加药方式和加药制度,最终实现高效的防腐效果。     

高含硫气田开发过程中H2S含量变化规律

对流体相平衡及高温高压下H₂S气体在水中溶解度的实验研究表明,在高含硫气田开发过程中,H₂S含量增加缘于原始地层水中所溶解的H₂S气体在地层压力降低后部分脱附而进入地层气相中。基于H₂S气体在水中溶解度实验数据和物质平衡方法,建立了高含硫气田H₂S气体含量长期变化规律模型。对H₂S含量变化规律进行的敏感性分析结果表明:在高含硫气田开发早期,产出气体中H₂S含量增加较为缓慢,在气田进入开发的中后期时,H₂S含量增加速度不断加大。同时,地层原始含水饱和度对H₂S含量增加的影响较大。在同样条件下,原始含水饱和度高的气藏其H₂S含量增加速度更快。     

某采油厂H2S和CO监测分析

某采油厂LX地区先后发现了H₂S和高浓度CO。针对这一情况,地质研究所联合工艺研究所相关人员编制了H₂S和CO监测方案。现场采用复合式气体检测仪直接录取数据,室内采用气相色谱仪和总硫分析仪分析检测,对监测过程和检测结果进行了总结分析并得到几点认识：H₂S气体为压裂后产生的次生气可能性较大,且产出不稳定;CO气体分布很广泛,且产出特点为高浓度、连续、稳定。根据实验数据,在取样及检测过程中总结并编制了《高危井有毒有害气体取样安全管理要求》,为该采油厂有毒有害气体的产生机理研究、风险区划定和油田开发设计方案提供了有力依据。