声发射在线监测酸性环境下油气管材腐蚀研究综述

高含H2S或特高含H2S气藏越来越多投入开发利用,给油气管材带来的腐蚀问题受到极大关注。声发射(AE)是一种无损在线监测技术,具有在酸性环境下在线监测油气管材腐蚀的潜在应用。在前人研究的基础上,综述了声发射在线监测腐蚀的原理以及从声发射波形信号中能提取到的与酸性环境下油气管材腐蚀相关的计数、绝对能量(ABS)、累计能量、上升时间/幅度(RA)、平均频率(AVG frequency)以及振幅分布值b值等参数,并基于这些参数对气泡破裂、点蚀以及腐蚀裂纹产生等过程、腐蚀类型识别以及腐蚀源定位进行了综合分析。声发射在线监测技术在一定程度上能够有效识别酸性环境下油气管材腐蚀过程、类型以及定位腐蚀源,从而提高腐蚀检出能力。声发射在线监测技术对酸性环境下油气管道腐蚀防护与监测具有重要意义。     

特殊黄铜合金处理油田采出水对N80钢结垢的影响

探讨特殊黄铜合金对油气井管以及地面集输管壁结垢的影响,预防结垢问题。采用铸态以及固溶时效处理后的特殊黄铜合金对油田采出水溶液进行预处理,然后将油气井管N80钢片放入水溶液中进行表面结垢,利用表面张力仪、扫描电子显微镜(SEM)及X射线衍射(XRD)等测试水溶液表面张力以及CaCO₃垢结构、形貌变化,分析特殊黄铜合金对溶液表面张力、CaCO₃垢结构、形貌的影响。油田采出水溶液经特殊黄铜合金不同温度、时间预处理后表面张力随时间和温度的增加呈下降趋势,在25 ℃、60 ℃和90 ℃经80 min铸态处理和固溶处理后的采出水溶液表面张力分别下降0.31 mN·min-1和1.04 mN·min-1、0.85 mN·min-1和1.18 mN·min-1、0.86 mN·min-1和1.18 mN·min-1;N80钢表面CaCO₃垢由部分方解石型转换为文石型,块状逐渐变为松散的球状和针状。特殊黄铜合金处理后的采出水溶液表面张力对CaCO₃垢的形核速率影响显著,溶液表面张力降低,抑制CaCO₃垢的形核与长大,减缓CaCO₃垢的形成以及将CaCO₃由方解石型转换成文石型;形成的CaCO₃垢为稳定性差的文石型晶体,易被流体带走,为油气井管结垢预防提供了依据。     

元素硫对H2S + CO2饱和氯溶液中合金G3腐蚀的影响

本研究中利用电化学显微镜（SECM）、扫描电子显微镜（SEM）和电化学阻抗谱（EIS）研究了镍基合金G3在室温（25℃）和高温（90℃）、含H2S、CO2,Cl-介质环境中各种硫状态下的腐蚀行为。结果表明,随温度升高,腐蚀变得更加严重,镍基合金G3表面出现轻微的点蚀;阳极极化曲线在室温下具有钝化区,而在90℃的温度下出现活性溶解区,钝化现象消失。物相分析表明在镍基合金G3上形成钝化膜主要由Ni、Cr及Fe的氧化物组成,由于S2-侵入薄膜导致钝化膜溶解,腐蚀产物由NiS、FeS2组成。G3合金在含硫环境中的耐腐蚀性减弱,相比较沉积硫、析出硫,硫悬浮状态下镍基合金G3表面钝化膜最致密,腐蚀最轻微。研究表明硫是强催化剂,其存在导致严重的局部腐蚀,元素硫的状态是影响腐蚀产物膜的致密性和生长速率的关键因素,也是影响合金腐蚀速率的关键因素。     

气田产出水介质中特殊黄铜合金对N80钢腐蚀性的影响

随着气田的持续开发,气田综合含水率不断上升、产出水的矿化度显著提高,同时还伴随着大量的CO_2、H_2S、Cl~-等腐蚀性物质产生,有可能引发油管和套管失效,存在着安全风险。为了寻找新型合金材料、预防和减轻气井生产管线腐蚀,采用电化学测试系统、扫描电化学显微镜、电子扫描显微镜等测试手段,研究了在气田产出水环境中特殊黄铜合金对N80钢腐蚀性的影响,并考察了不同热处理状态下特殊黄铜减缓N80钢腐蚀的效果。结果表明:(1)气田产出水经特殊黄铜合金处理后,N80钢的自腐蚀电位由-0.82 V上升至-0.59 V,自腐蚀电流下降至2.78×10~(-6) A/cm~2;(2)经固溶时效状态特殊黄铜合金处理后的产出水腐蚀后的N80钢R_(ct)值较大,对N80钢的缓蚀作用较好;(3)未经特殊黄铜合金处理的产出水腐蚀后的N80钢表面析氢电流较大,活性区域也较为集中,而经固溶时效状态特殊黄铜合金处理的采出水溶液腐蚀后的N80钢表面腐蚀较轻,活性区域和腐蚀产物都有所减少,能够更好减缓N80钢的腐蚀。该成果为合金材料有效应用于预防或减轻管道腐蚀提供了依据。