用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田环境中的H2S/CO2腐蚀行为研究

运用腐蚀失重和四点弯曲实验,参照NACE 0177-2005标准研究了用于集输管线的0.5Cr钢在模拟塔里木油田腐蚀环境中的H2S/CO2腐蚀行为.结果表明,0.5Cr钢在CO2腐蚀环境中具有极高的均匀腐蚀速率,H2S腐蚀性气体的存在显著降低了材料的均匀腐蚀速率.在CO2分压为2MPa、H2S分压为0.5MPa时,腐蚀速率仅为0.1523mm/a,表现出良好的抗均匀腐蚀和局部腐蚀能力.在H2S和CO2共存的环境条件下,0.5Cr钢表面的腐蚀产物为FeS,未出现CO2腐蚀产物成分FeCO3.在该模拟条件下,H2S的腐蚀占主导作用.同时模拟油田工况条件的抗H2S应力腐蚀开裂实验表明,0.5Cr钢具有良好的抗H2S应力腐蚀开裂能力.     

X65／316L耐蚀合金内衬管焊接接头CO2腐蚀行为研究

在模拟CO2腐蚀环境中,采用高温高压釜对耐蚀合金内衬管内层不锈钢焊接接头的C02腐蚀行为进行了试验研究。结果表明,焊接接头随着腐蚀温度的升高,腐蚀产物膜越来越致密,温度达到120℃时,有开裂趋势,所以腐蚀速率随温度升高先降低后增加。通过EDS分析结果可知,耐蚀合金内衬管内层发生CO2腐蚀的产物可能为FeCO3和Cr2O3的混合物。经去膜后焊接接头均匀且较为光亮,没有局部腐蚀或点蚀特征,焊接接头CO2腐蚀过程均属于均匀腐蚀。     

N80S抗硫油管钢在含CO2、微量H2S及高浓度Cl^-腐蚀介质中的腐蚀行为

用失重法、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）及X射线能谱（XRD）对N80S抗硫油管钢在CO2、微量H2S及高浓度Cl^-条件下的腐蚀破坏进行腐蚀实验研究，结果发现，在实验条件下，微量H2S的存在对反应系统影响较大；在膜的形成过程中硫化物腐蚀产物膜（FeS、FeS0.9）会优先形成，并进一步阻碍具有良好保护性的FeCO3腐蚀产物膜的形成；腐蚀产物膜疏松、平均腐蚀速率较大，且有轻度局部腐蚀发生。溶液中高浓度的Cl^-及材料中高含量的Cr元素会使N80S抗硫钢局部腐蚀倾向加大。     

低H_2S/CO_2分压比下油管钢腐蚀产物膜特征及形成机制研究

利用美国Cortest公司高温高压反应釜模拟低H2S/CO2分压比腐蚀环境,在流动高矿化度饱和H2S/CO2介质中进行试验,辅以SEM,XRD,XPS等表面分析技术,探讨了油管钢在低H2S/CO2分压比腐蚀环境下的腐蚀产物膜特征及形成机制。结果表明:在微量H2S条件下,当PH S/PCO为1/400时,试样表面在数秒内形成很薄的一层腐蚀产物膜Fe S;随着时间的延长,形成具有3层结构的腐蚀产物膜,腐蚀产物膜由硫化物和Fe CO3组成;当PH S/PCO增大到1/100时,腐蚀产物膜仅由硫化物组成。     

N80钢在CO_2/H_2S高温高压环境中的腐蚀行为

利用交流阻抗和极化曲线 ,在模拟含CO2 /H2 S的高温高压环境中实时监测了N80油管钢的腐蚀行为 ,辅以扫描电镜和X 衍射分析 ,探讨了CO2 和H2 S对油管钢的联合腐蚀作用。研究结果表明 :在 1 18MPaCO2 和 0 0 1MPaH2 S混合气体腐蚀环境中 ,N80钢以H2 S腐蚀为主 ,与CO2 腐蚀相比较 ,加入H2 S后腐蚀的阴、阳极反应加快 ,腐蚀产物膜具有较强的保护性 ,阻碍了反应物质的传输 ,使均匀腐蚀速率下降 ;硫化物的缺陷会导致局部腐蚀的发生 ,但FeCO3和CaCO3等二次产物的紧密填充 ,使得局部腐蚀受到一定程度的抑制。     

油套管在CO2和H2S共存时的腐蚀机理研究

采用模拟高温高压CO2，H2S共存时的腐蚀试验及腐蚀产物膜的分析方法，研究了井下高温高压CO2、H2S共存时NT80SS油管腐蚀膜的特征及其对电化学腐蚀的影响。结果表明：在H2S、CO2和Cl^-共存条件下，气相区高温静态腐蚀表现为垢下腐蚀；在液相区则以均匀腐蚀为主，腐蚀的发生是H2S和CO2共同作用的结果，其机理可能是CO2在液相中与钢先发生作用生成FeCO3，H2S在液相中与FeCO3反应生成了更为稳定的FexSy，在液相中，FexSy吸附层对离子的迁移起到了部分的阻拦作用。由于在气区的垢下腐蚀为局部腐蚀．腐蚀速度大于液相区的腐蚀。     

N80油管钢在CO_2/H_2S介质中的腐蚀行为研究

长庆某气田CO2和H2S典型体积含量分别为1.4%和2.6×10-6,属微含硫干气气藏。通过现场挂片试验,采用失重法、扫描电镜(SEM)、能谱分析(EDS)及X射线衍射(XRD)等,对N80油管钢在现场试验条件下的CO2/H2S腐蚀行为进行了研究。结果表明,腐蚀速率平均为0.0302mm·a-1,属中等程度腐蚀,且以局部腐蚀为主;腐蚀类型以CO2酸性腐蚀为主,腐蚀产物主要为FeCO3和Fe2O3,微量H2S的存在对腐蚀未产生明显影响;XRD同时检测出MgSO4,说明天然气井还具有结垢趋势。     

L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为研究

为了探究L360钢在SRB/CO2环境中的腐蚀行为,通过高温高压模拟腐蚀试验以及OM、SEM、EDS、XRD等分析技术,对L360钢的显微组织及其在SRB/CO2环境中的腐蚀速率、腐蚀形貌和腐蚀产物膜成分进行了分析。结果显示,在模拟腐蚀溶液中,L360钢属于极严重腐蚀。L360钢在含SRB的CO2腐蚀环境中SRB发生膜下腐蚀,膜层在高流速环境中受剪切力破损,使膜层对基体的保护作用降低,模拟环境溶液中的Cl-进入膜层裂缝在基体金属表面活性高的位置发生富集。试验表明,SRB腐蚀形成的点蚀坑为Cl-提供了良好的富集点,导致点蚀快速成长,腐蚀加剧,且表面腐蚀产物为FeS和少量的FeCO3。     

CO2驱油气井的腐蚀预测与防护

干燥的CO2气体本身是没有腐蚀性的.CO2较易溶解于水,当CO2溶于水时,会使钢铁表面发生电化学腐蚀.CO2对设备及管道的腐蚀可形成均匀腐蚀,也可形成局部腐蚀.影响CO2腐蚀的因素很多,包括温度、CO2分压及合金元素等.温度对CO2腐蚀的影响主要表现为通过化学反应过程与腐蚀产物成膜机制来影响CO2的腐蚀速率,其影响程度与CO2分压、介质流速及钢材种类有关.改变钢材的组成是提高管材抗腐蚀能力最直接、最有效的途径,在100~150℃时,Cr的含量至少应达到13%.现场可采取的配套防腐工艺措施有:优化气井的井身结构;使用耐蚀合金钢管材;加注缓蚀剂;严防油气井产水等.     

不同温度下抗酸性套管用钢腐蚀行为研究

在模拟油田环境中,根据国产100S套管用钢的腐蚀速率、表面腐蚀形貌、腐蚀产物的成分和基体组织,研究了其H2S/CO2的腐蚀行为。结果表明,在模拟的温度范围内,100S套管的均匀腐蚀速率在110℃附近出现最小值,但随着温度升高,电化学腐蚀的阴极及阳极过程都得到加速,腐蚀产物膜的溶解加速,腐蚀速率增加。100S套管在4种不同温度的H2S/CO2腐蚀条件下,H2S腐蚀占主导作用,没有出现CO2腐蚀产物成分FeCO3。     

09Cr2AlMoRE稀土合金钢的CO2腐蚀行为研究

利用高温高压釜模拟油田环境下09Cr2AlMoRE钢的CO2腐蚀行为，计算其平均腐蚀速率并对腐蚀产物进行分析。发现09Cr2A1MoRE在CO2腐蚀环境中主要是均匀腐蚀，平均腐蚀速率较大；其腐蚀产物膜主要成分为FeCO3但不同温度下其成分又各有不同。试验结果表明，该材料在CO2腐蚀环境中不具有优越性，使用时应充分考虑其使用环境。     

TP110SS／G3钢在H2S／CO2环境中的电偶腐蚀

通过电偶腐蚀在线监测，对TP110SS抗硫钢和G3合金钢在H2S／CO2饱和的3％NaCl溶液中的腐蚀行为做了深入研究，结合SEM，EDS和XRD等手段对电偶腐蚀产物做了深入分析。结果表明在H2S／CO2饱和的3％NaCl溶液中电偶腐蚀与浸泡腐蚀产物基本相同，腐蚀产物膜的脱落直接导致电偶腐蚀速率的剧增。同种材料之间由腐蚀产物膜引起的电偶腐蚀不会持续进行，而TP110SS抗硫钢／G3合金钢之间的电偶腐蚀会达到一稳定值且持续进行。     

高载荷低腐蚀极压抗磨剂的研制

合成了一种高载荷低腐蚀极压抗磨剂，进行了结构表征并将其添加到多元醇酯类基础油中进行性能评定。与各类商品极压抗磨剂进行性能对比，重点考察承载能力与腐蚀和氧化安定性。结果显示，所研制的极压抗磨剂具有优良的腐蚀和氧化安定性、热稳定性以及优异的承载能力和润滑性能。制定了产品指标并进行了批次稳定性研究。     

1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷对N80钢的缓蚀性能

以1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷为N80油管钢缓蚀剂,采用热重分析（TGA）方法考察其热稳定性,通过电化学工作站测定Tafel极化曲线,评价1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷在饱和CO2环境中的投加量与缓蚀率之间的关系,并探讨其缓蚀机理。结果表明：1,3-双(2-苯并咪唑基)-2-氧杂丙烷的热稳定性良好;将其作为油管钢缓蚀剂,缓蚀率高,当缓蚀剂浓度为1 mmol/L时,缓蚀率可达87.84 %。通过Langmuir吸附等温线可以看出,该缓蚀剂通过物理化学作用在金属表面吸附成膜,从而对金属起缓蚀作用。     

K气田集输管道焊缝腐蚀失效研究

K气田天然气中主要腐蚀介质为CO2和气田水中的氯离子。采用碳钢管道进行气田内部集输,使用1年左右碳钢管道发生了严重腐蚀。通过腐蚀调查和对典型管道腐蚀样品剖析检查,对腐蚀产物进行检测分析,采用了电化学测量方法测量在腐蚀环境中焊缝不同区域金属的腐蚀电位。分析结果表明：在发生腐蚀的阶段没有发现地层水参与腐蚀的证据,CO2是导致气田内部集输碳钢管道腐蚀失效的主要腐蚀介质;由于化学成分和微观结构的差异,焊逢与钢管母材金属在湿流体介质中形成了电位差,导致气田碳钢管道焊接区域发生严重腐蚀。焊接材料和焊接工艺对碳钢管道的CO2腐蚀有重要影响,对于含腐蚀性流体的气田,在进行内部集输工程建设设计和施工时,应开展焊接焊头抗腐蚀性评价试验研究。     

回火温度对2Cr13钢在H2S-CO2环境中腐蚀的影响

为了研究回火温度对2Cr13钢在H2S-CO2环境中腐蚀的影响,首先分析了3种热处理状态下2Cr13钢的显微组织,再利用失重法测试了2Cr13钢在不同回火温度下的腐蚀速率,利用表面形貌法观测了2Cr13钢的腐蚀产物形貌及产物组成,最后利用电化学方法分别测试了3种热处理后2Cr13裸钢和在H2S-CO2环境中腐蚀72 h后试样的动电位极化曲线。结果表明:在正火状态下2Cr13钢的显微组织为富Cr铁素体加粒状未溶碳化物,600,700℃回火处理的显微组织为板条马氏体加碳化物;3种热处理状态下,正火处理的2Cr13钢的耐H2S-CO2腐蚀性能显著;正火处理的2Cr13钢中的游离Cr质量分数高,在H2S-CO2环境中将生成完整、致密的腐蚀产物膜,而回火处理的2Cr13钢中的游离Cr质量分数降低,生成疏松的腐蚀产物膜。     

CO2吞吐管柱腐蚀分析及防治研究

针对CO₂吞吐井杆管腐蚀严重的问题,对吞吐油井管柱进行了腐蚀产物分析。通过微观形貌分析、能谱分析、金相分析以及X射线衍射分析等手段,确定了吞吐区块油井腐蚀类型为CO₂腐蚀。通过腐蚀规律研究,提出了以液体缓蚀剂、固体缓蚀剂等化学防腐保护技术为主,加深尾管保护技术、牺牲阳极保护技术、油管涂层保护技术为辅的综合腐蚀防治技术思路,并通过实验确定了合理的加药量与加药方法。综合腐蚀防治技术在69口井中开展现场试验,对吞吐井杆管取得了较好的保护效果,油井免修期由260天延长到400天,验证了综合腐蚀防治技术的有效性。     

盐酸酸化缓蚀剂ST-2的合成及性能评价

以甲醛、二乙胺和苯乙酮为原料合成了曼尼希碱缓蚀剂,通过正交试验设计得出了最佳合成工艺:反应温度130℃,反应时间6 h,甲醛、二乙胺和苯乙酮的摩尔比0.1:0.13:0.13,pH值为3。通过红外光谱测试,证实了目标产物的结构。对合成出的最优化缓蚀剂ST-2进行了性能研究,发现缓蚀剂用量对缓蚀效果影响明显,当缓蚀剂质量分数达到0.5%时已经达到标准中一级指标水平。ST-2与缓蚀增效剂丙炔醇复配具有良好的协同作用。对于质量分数为15%HCl在90℃下的酸化体系,缓蚀剂的最佳配方为0.1%ST-2+0.5%丙炔醇。