油气输送管线顶部CO_2腐蚀预测模型

为预测油气输送管线顶部CO2腐蚀风险,建立了数理模型来预测CO2顶部腐蚀速率。考虑管道顶部CO2腐蚀现象主要包含液滴冷凝过程、液滴内液相化学变化和CO2腐蚀三个主要过程,模型主要分为冷凝率预测,液滴液相化学成分计算和De Waard CO2腐蚀模型三部分。然后利用铁的质量守恒关系将这三部分进行关联,来计算最终顶部腐蚀速率预测值。利用高温高压冷凝反应釜和湿气环路试验结果对模型预测结果进行了验证。     

CO_2分压对N80油管钢CO_2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验。采用失重法、SEM和XRD等手段研究了CO2分压对N80油管钢在100℃下CO2腐蚀行为的影响。结果表明,N80钢的腐蚀速率随CO2分压升高而上升。不同CO2分压下腐蚀类型与腐蚀产物膜宏观形貌的变化相对应,在低CO2分压下腐蚀产物膜完整覆盖。随着CO2分压的进一步升高,腐蚀产物膜由局部覆盖转而重新完整覆盖。相应地,N80钢在低CO2分压下发生全面腐蚀,然后随CO2分压的进一步升高,腐蚀类型由局部腐蚀向全面腐蚀过渡。     

X70管线钢CO_2湿气顶部的腐蚀行为

采用高温高压冷凝反应釜模拟CO2湿气顶部腐蚀环境,研究了X70钢在不同腐蚀时间和温差条件下的腐蚀行为。采用SEM和EDS等分析方法究了腐蚀产物膜的宏观、微观形貌和结构特征,明确了湿气条件下腐蚀产物膜与局部腐蚀之间的关系,探讨了CO2湿气顶部腐蚀机理。结果表明,在不同的腐蚀时间条件下,X70钢的局部腐蚀与腐蚀产物膜脱落位置呈对应关系;在不同温差条件下,当腐蚀产物膜达到一定厚度后,腐蚀产物膜上也可能存在温度梯度,从而导致腐蚀膜更容易发生局部脱落。     

N80钢CO2腐蚀产物膜研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，用XRD、EDS和SEM研究了N80钢腐蚀产物膜的形成与发展情况。结果表明，在本试验条件下N80钢CO2腐蚀产物膜对基体具有一定的保护作用，可以降低腐蚀速率。腐蚀产物膜分3层，讨论了3层膜的结构特征与形成机理。初步研究了腐蚀产物膜的破坏特征。腐蚀产物膜的晶体类型是（Fe,Ca)CO3复盐。     

天然气井CO2分压对油管腐蚀行为的影响

CO2腐蚀是威胁油气开采过程中井下管柱服役安全的重要因素。本工作采用高温高压腐蚀模拟试验,研究了CO2分压对N80钢CO2腐蚀行为的影响。结果表明,在CO2腐蚀较为敏感的80℃时,N80钢腐蚀速率随CO2分压升高而上升,腐蚀类型与腐蚀产物膜形貌随CO2分压增加而变化,在相对低CO2分压下以全面腐蚀为主,高CO2分压下腐蚀类型由全面腐蚀转变为局部腐蚀。腐蚀产物膜的局部损伤是导致金属基体表面局部腐蚀的重要诱因。     

KO110与3Cr110钢的CO2腐蚀实验对比研究

在模拟油田CO2腐蚀环境下，对K0110钢和3Cr110钢的腐蚀特征进行研究并加以比较。结果表明，两种钢的腐蚀速率在90℃左右都达到最大值；在温度低于90℃时表面形成的膜较疏松，保护性差；而温度高于90℃时，形成的膜和基体接合较为牢固，保护性强；钢中铬的加入能有效地防止局部腐蚀的发生。     

高温高压CO2多相介质腐蚀研究及应用的新进展

CO2腐蚀是油气生产中所遇到的重大腐蚀难题之一。本文论述了腐蚀产物膜在 CO2多相流动介质中的作用，腐蚀产物膜力学性能测试和表征方法研究的进展及存在问题， CO2腐蚀形貌的类型及特征。     

温度对管线钢CO2腐蚀产物膜结构的影响

本文主要研究了温度对X65管线钢腐蚀产物膜结构的影响规律。试验结果表明，腐蚀温度提高以后，管线钢表面CO2腐蚀产物膜的晶体形态没有发生明显变化，但是腐蚀产物膜的厚度则变小；同时腐蚀产物膜的硬度和弹性膜量都降低，这主要是因为Ca元素在FeCO3晶体中的含量增加，弱化了FeCO3的晶体结构。     

湿天然气CO2顶部腐蚀研究

渤海某海底管道在天然气输送过程中发生顶部腐蚀,导致停产检修。本研究以管道CO_2顶部腐蚀发生的过程和机理为基础,建立海底输气管道CO_2顶部腐蚀的预测计算模型,并进行实验室挂片CO_2顶部腐蚀模拟实验以及现场海底输气管道CO_2顶部腐蚀检测数据验证,实现对海底输气管道CO_2顶部腐蚀速率的预测。     

温度对油管钢CO2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验,采用失重法、SEM和XRD等手段研究了温度对N80钢在4MPaCO2分压下CO2腐蚀行为的影响。试验结果表明:N80钢在4 MPa CO2分压下腐蚀较为严重。在温度较低时,腐蚀产物晶粒粗大且堆垛比较疏松,对基体保护性较差;随温度升高,腐蚀产物膜变得致密稳定,腐蚀速率显著降低,腐蚀特征由局部腐蚀转变为全面腐蚀。     

基于优化随机森林的H2S腐蚀产物类型及腐蚀速率预测

目的研究H2S环境下碳钢腐蚀产物类型及失重腐蚀速率预测模型,为含硫油气田管道腐蚀防护设计与选材提供依据。方法整合H2S腐蚀模拟实验数据,采用随机森林算法对各腐蚀因素重要性进行排序,一方面以腐蚀产物类型为输出量,通过随机森林分类算法建立硫铁腐蚀产物类别预测模型,另一方面以腐蚀速率为输出量,通过随机森林回归算法建立腐蚀速率预测模型,并与其他模型进行比较。运用网格搜索方法对各类算法的超参数进行优选,以提高预测可靠性。结果随机森林算法得出的影响H2S腐蚀产物类型的因素重要性排序为:H2S分压、温度、pH值、实验周期、总压、CO2分压。基于网格搜索优化的随机森林分类模型交叉验证得分超过0.9,f1得分达到0.96,优于其他三种常用分类模型。采用网格搜索优化的随机森林回归模型预测结果与实际值的均方误差为0.86%。相关系数R值为0.979,优于其他两个回归模型。结论网格搜索优化后的随机森林分类、回归模型对含H2S复杂环境下的碳钢腐蚀产物类型及腐蚀速率预测准确性较高,能够为油气田管道腐蚀防护提供参考。     

含油集输管道CO2腐蚀速率预测的研究进展

在一定条件下,腐蚀介质中含油对集输管道CO2腐蚀行为有一定的缓蚀作用,是否考虑油品的润湿性和腐蚀产物膜,已成为各个不同CO2腐蚀预测模型的最大的差别.介绍了已有的CO2腐蚀速率预测模型及其考虑的因素;在此基础上,从经验模型、半经验模型、机理模型及神经网络模型四个方面系统地总结了近年来考虑含油影响的CO2腐蚀速率预测研究的进展,并提出了现存的一些问题和今后的研究方向.     

Fe-Cr-Ni-Mo合金27-7Mo的抗CO2腐蚀性能

模拟大庆油田井下的腐蚀环境,使用高温高压釜进行了27-7Mo合金钢的腐蚀试验,并采用SEM、EDS和XPS测试手段对该钢的腐蚀产物膜进行了分析。结果表明:27-7Mo合金钢CO2腐蚀速率在温度120℃,压力10MPa条件下出现极大值,在其余试验条件下均属于轻度腐蚀。27-7Mo钢腐蚀产物膜较薄,有浅的沟渠,整体属于均匀腐蚀。其腐蚀产物膜主要由Cr、Ni、Mo、Fe的氧化物和氢氧化物构成。     

CO_2驱油地面集输管道的腐蚀电化学行为

采用电化学测试方法,研究了在油田地面集输环境下(40～80℃、CO2饱和)A3钢在四种不同含油率(0%,10%,15%,25%)的采出液中的腐蚀特性及电化学行为.极化曲线表明:在未通CO2和饱和CO2的油水乳状液中(含油率25%),从40～70℃,随着温度的升高,腐蚀电流密度Icorr增大,80℃反而减小;在饱和CO2油水乳状液中,随着乳状液含油率的升高,Icorr减小;饱和CO2的油水乳状液中的Icorr大于未通CO2条件下油水乳状液中的Icorr;一定温度下,Icorr随着采出液含油率的增大而减小,表明原油具有一定的缓蚀作用.     

两栖车辆系统腐蚀模型及寿命预测技术研究综述

综述了国内外腐蚀模型及腐蚀寿命评估技术的研究现状,描述了两栖车辆系统腐蚀特点,设计了其腐蚀数据库结构组成及数据采集方案,指出了基于两栖车辆系统腐蚀预测模型建立方法。     

基于改进BP神经网络优化的管道腐蚀速率预测模型研究

目的构造金属管道腐蚀速率预测模型,预测管道的使用寿命。方法分析了二氧化碳(CO2)和硫化氢(H2S)对金属管道的腐蚀过程,给出了管道腐蚀的化学反应方程式。引用了BP神经网络构造金属管道腐蚀速率的数学模型,采用了改进粒子群算法对预测模型进行优化。以45号金属管道为例,借助于Matlab软件对管道腐蚀速率进行仿真验证,并与实验测量数据进行对比和分析。结果金属管道腐蚀速率随着CO2或H2S压强的增大而逐渐增大,仿真结果显示CO2和H2S的最大腐蚀速率分别为7.20×10-5 mm/h和5.76×10-5mm/h,而实验测量结果显示CO2和H2S的最大腐蚀速率分别为7.14×10-5 mm/h和5.65×10-5 mm/h,采用改进BP神经网络预测模型所产生的相对误差在5%以内。结论金属管道在不同压强条件下,采用改进BP神经网络预测模型能够近似地预测其腐蚀速率,为金属管道的更换提供了参考依据。     

动态和静态下CO_2分压对P110钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜设备辅以失重法、采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术,研究了在动静两种状态下CO2分压对P110钢腐蚀产物膜的影响。结果表明,P110钢在不同CO2分压条件下的产物膜特征(形貌、厚度、晶粒度大小等)相差很大,腐蚀产物膜在不同CO2分压条件下的不同特征及其稳定存在的热力学条件导致P110钢的腐蚀速率随着CO2分压的增大呈现不同的趋势,在静态时腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,且在4 MPa时取得最大值;而在动态时呈上升趋势。     

温度对N80钢CO2腐蚀产物膜结构和力学性能的影响

利用高温高压釜,以油田地层水为腐蚀介质,以高温高压气水两相为腐蚀环境,在N80油套管钢上生成CO2腐蚀产物膜,研究了65～115℃温度范围内腐蚀产物膜的结构和力学特性.结果表明:当温度在65～90℃时,腐蚀产物膜的主要成分为(Fe,Ca)CO3;在115℃时,膜的主要成分为(Fe,Ca,Mg)CO3和Fe3O4.随温度的升高,腐蚀产物膜的各项力学性能,如硬度、杨氏模量、断裂韧性以及膜与基体的结合强度均显示出升高的趋势.     

油气田中抑制CO_2腐蚀缓蚀剂的应用及其研究进展

加注缓蚀剂抑制油气田中的CO2腐蚀是一种简单、使用方便、投资少、见效快的腐蚀控制方法。本文围绕油气田中缓蚀剂单一成分、复配效果、应用环境及绿色环保等几个方面对抑制CO2腐蚀的缓蚀剂进行了分类,综述了国内外抑制CO2腐蚀缓蚀剂的研究进展,并提出了该领域的发展趋势。     

高温高压CO_2腐蚀环境中含Cr低合金钢耐蚀机理的研究进展

阐述了含Cr低合金钢耐CO_2腐蚀的机理,并介绍了如何通过极化曲线来确定含Cr低合金钢是否耐蚀的方法,同时也列举了含Cr低合金钢腐蚀产物膜沉积机制的最新进展,并提出了含Cr低合金钢耐蚀机理研究中亟待解决的问题。