庄一联合站注水系统腐蚀原因分析

以长庆油田庄一联合站采出水为研究对象,对水源井采出水的离子、溶解氧及细菌含量分析、腐蚀速率测定,通过室内模拟水质离子含量进行腐蚀实验,利用差量法确定了引起腐蚀的主要因素.实验结果表明,采出水中HCO3-、SO42-和较低的pH值是造成腐蚀的主要原因.     

苏里格气田采出水的腐蚀性研究

随着苏里格气田的开采力度加大,气田采出水也随之增多。气田采出水成分复杂,有较强的腐蚀性,致使天然气处理厂气田采出水处理系统管线和设备发生腐蚀穿孔事故。以苏里格气田天然气处理厂接收的气田采出水为研究对象,分析盐浓度,溶解氧含量,pH等因素对腐蚀的影响。结果表明:腐蚀速率随溶解氧含量的增加而增加;腐蚀速率随pH值的增加而减小;腐蚀速率随溶解盐浓度升高,先增大后减小。研究结果为天然气处理厂防腐工作提供了一定帮助。     

天然气深冷装置CO_2腐蚀研究

大庆油田某深冷装置运行7年,三级压缩出口管线腐蚀失效破裂,造成较大的经济损失。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)等设备及技术手段,观察分析了腐蚀产物的形貌和成分,管道腐蚀主要为CO_2腐蚀。随着油田的持续开发,油田伴生气中的CO_2含量上升,使深冷装置三级压缩出口的CO_2分压超过0.21 MPa,管道处于重度腐蚀区域。采用高压动态模拟实验,研究了20#碳钢、316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢等4种管材在装置运行条件下的腐蚀速率,结果表明,20#钢的腐蚀速率为1.016 68 mm/a,316L不锈钢的腐蚀速率为0.002 13 mm/a;4种材料耐蚀性能由高到低的排序为316L不锈钢、5Cr低合金钢、16Mn低合金高强钢、20#钢,采用316L不锈钢可以降低天然气深冷装置的CO_2腐蚀速率。     

南二注采油污水腐蚀与控制技术研究

以南二注采出水为研究对象,采用静态挂片法系统研究采出水离子组成、pH等因素对腐蚀速率的影响,应用灰关联分析研究影响采出水腐蚀速率的主要因素以及各因素的影响程度。结果表明:水中溶解氧浓度增大、pH降低、水流动速度加快,腐蚀速率升高。静态条件下,腐蚀速率影响较大的因素是:Fe3+、溶解氧、pH、;HCO3-、S2-、∑Fe浓度等与腐蚀速率的关联度较大。采取相应措施后,腐蚀速率可控制在0.043mm/a以下。     

全密闭短流程采出水处理工艺在南堡油田的应用及效果

传统采出水处理工艺的水质主控指标虽满足注水需求,但仍存在细菌数量超标、溶解氧腐蚀等问题,对注水系统产生不利影响,并且存在着VOCs超标排放的潜在环保风险。因此采用隔绝空气的方法来控制溶解氧腐蚀,压缩系统停留时间的方法来控制细菌数量,从而确保出水水质、保证注水效果,是未来油田采油水处理的重要方向。通过对全密闭短流程工艺核心设备的技术原理、采出水处理方案优选、工艺流程三个方面进行研究,形成了一套满足不同水质需求的采出水处理工艺体系。目前全密闭短流程采出水处理工艺已在南堡油田NP2-3LP采出水处理站中应用,不仅满足了注水开发需求,也为该工艺在其他区块的推广应用起到了良好的示范作用。     

曝气法处理二氧化碳驱采出水的试验研究

为进一步探索适合大庆外围低—特低渗透油田有效开发的采出水处理技术,明确CO_2驱采出水水质特点,针对大庆外围低—特低渗透油田采出水开展水质基本特性研究,在40℃常压条件下,采用曝气法进行了室内脱除采出水中CO_2气体试验。研究结果表明,采出水中CO_2含量是水质pH值、矿化度、腐蚀速率等特性参数变化的重要影响因素之一;在40℃常压试验条件下,采用曝气法对CO_2驱采出水的处理效果较为明显,能够有效脱除水中70%的CO_2,从而提高水质pH值至8,同时有效抑制采出水腐蚀速率在0.076 mm/a以下。     

16MnR、316L钢在含硫原油中的腐蚀性研究

对16MnR、316L钢在含硫原油中的腐蚀性研究表明用16MnR钢制造的设备在总硫含量＜2.0%的情况下可继续使用,其均匀腐蚀速率在1.6mm/a左右;慢拉伸应力腐蚀试验表明,316L钢出现应力腐蚀开裂的Cl-1起始浓度为250mg/L,而H2S浓度和pH值的影响较小.     

高硫重馏分油中碳钢的腐蚀

结合化学反应机理分析,采用电位滴定法和质谱法分别测定了高硫重馏分油中的总活性硫含量、硫化物的类型和分布,并模拟高温侧线实际工况,开展了20^#钢和16MnR钢等2种典型碳钢材质在重馏分油中的腐蚀行为研究,利用挂片法、扫描电镜和XRD等手段对腐蚀试样进行了腐蚀速率分析、腐蚀形貌观察和腐蚀产物组成分析。结果表明,高硫重馏分油中硫化物以噻吩类的非活性硫为主,活性硫所占总硫的比例均不足1%。在实验环境下,20^#钢和16MnR钢发生高温硫腐蚀,生成的FeS腐蚀产物膜松散,附着力较差,对基体不能起到良好的保护作用。20^#钢和16MnR钢的耐蚀性相近,随着介质中硫含量增加,腐蚀速率随之增加,但实验腐蚀速率均明显低于采用修正的McConomy曲线估算的理论腐蚀速率。根据研究结果,将McConomy方法获得的理论腐蚀速率进行校正,为指导企业合理选材,制定检维修计划提供支持。     

循环水腐蚀影响因素的研究

采用旋转挂片腐蚀实验对影响腐蚀的因素进行了研究，实验结果表明：实验方法、水质、循环水温度、转速、pH值、铁离子浓度、细菌个数等因素，对缓蚀剂的缓蚀效果有影响；冷态实验方法比热态实验方法腐蚀速率低，且受循环水温度影响较小，热态实验方法随循环水温度的升高，腐蚀速率加大；循环水中钙加碱的浓度或pH值提高时，腐蚀速率下降，铁离子浓度升高或细菌个数增加时，腐蚀速率升高。     

高含铁污水处理技术在桑合油田的应用

针对桑合油田产出水高含铁、强腐蚀、细菌含量高的特点,采用氧化除铁和水质稳定技术,先氧化除铁杀菌、混凝沉降控制腐蚀,后过滤净化稳定水质,通过配套药剂研究及筛选,开展了低pH值下水质稳定试验.现场试验结果表明,处理后污水含铁低于0.2 mg/L,腐蚀速率低于0.041 mm/a,SRB低于25个/mL,水质达到B3级标准.     

原油脱金属剂对不同钢材的腐蚀性评价

采用动态浸泡试验法，评价了原油脱金属剂水溶液对不同钢材材质的腐蚀性。试验选用的金属材料为20号碳钢、316L和304奥氏体不锈钢，在试液温度为40～70℃，旋转速度为（100±2）r／min的条件下，将经过预处理的标准腐蚀试片完全浸泡在原油脱金属剂水溶液中72h，取出后通过失重法求得腐蚀速率；研究了温度和pH值对试片在脱金属刺水溶液中腐蚀速率的影响。探讨了不同金属材料中一些合金元素对材质耐脱金属剂腐蚀的影响，发现316L不锈钢是原油脱金属剂水溶液储存和输送最好的金属材质。     

靖边气田天然气脱硫装置腐蚀行为研究

靖边气田天然气采用湿法脱硫工艺，脱硫剂为醇胺溶液，设备及管线在运行过程中存在均匀腐蚀和局部腐蚀现象。为分析腐蚀原因，确定腐蚀程度，分别从气相腐蚀、液相腐蚀、电偶腐蚀三方面开展了实验与分析工作，分析了MDEA富液中降解产物的成分，研究了主要降解产物对20^#碳钢腐蚀速率的影响。通过新配脱硫贫液的高压模拟实验与现场连续两年的富液腐蚀速率测试结果对比分析，发现低浓度降解产物对碳钢腐蚀速率影响程度较小。根据在役压力容器内不同金属材质的面积比例，测试了电偶腐蚀对富液腐蚀速率的影响程度，实验发现在用材料1Cr18Ni9Ti不锈钢和20^#碳钢构成的电偶对设备腐蚀程度贡献额小，天然气脱硫设备内腐蚀程度属于弱腐蚀范围。     

鄯善油田油井腐蚀结垢原因探讨

通过对采出水水质、垢样/腐蚀产物检测和结垢饱和指数计算,分析了鄯善油田油井腐蚀结垢原因,并优选了缓蚀剂和防垢剂的种类和投加量。结果表明,油井腐蚀结垢并存,腐蚀产物为FeS和FeCO_3,垢成分为CaCO_3;结垢的主要原因是CO_2分压降低;而腐蚀的原因为采出水Cl~-含量高、矿化度高、在井底条件下pH值低以及S~(2-)促进腐蚀和垢下腐蚀等;优选出的HCA-5C缓蚀剂和WCSI-2防垢剂,能有效防止油井腐蚀结垢,当HCA-5C缓蚀剂质量浓度为100 mg/L时,N80钢的腐蚀速度不大于0.076 mm/a;当WCSI-2防垢剂加量为20 mg/L时,其防垢率不小于90%。     

腐蚀速率检测结果重现性的研究

本工作从实验方法及油田水处理用缓蚀剂的腐蚀速率的影响因素出发,按照中国石油天然气股份有限公司企业标准《油田水处理用缓蚀阻垢剂技术要求》Q/SY126-2005及中华人民共和国石油天然气行业标准《油田采出水用缓蚀剂性能评价方法》SY/T5273-2000,改进了挂片腐蚀后处理的清洗方式,分析了矿化度、pH值、溶解氧对挂片腐蚀的影响,提高了腐蚀速率检测结果的重现性。     

原油脱金属剂对不同钢材的腐蚀性评价

采用动态浸泡试验法,评价了原油脱金属剂水溶液对不同钢材材质的腐蚀性。试验选用的金属材料为20号碳钢、316L和304奥氏体不锈钢,在试液温度为40-70℃,旋转速度为(100±2)r／min 的条件下,将经过预处理的标准腐蚀试片完全浸泡在原油脱金属剂水溶液中72 h,取出后通过失重法求得腐蚀速率;研究了温度和pH值对试片在脱金属剂水溶液中腐蚀速率的影响。探讨了不同金属材料中一些合金元素对材质耐脱金属剂腐蚀的影响,发现316L不锈钢是原油脱金属剂水溶液储存和输送最好的金属材质。     

含聚软化水高温高压条件下水质变化及结垢腐蚀

经过高温高压后的含聚软化水,当水中聚合物含量较高时,出水聚合物含量下降幅度较大;随聚合物含量的降低,出水中聚合物含量降低趋势减缓。经过软化后的含不同浓度聚合物的油田采出水,在高温高压条件下(370℃,21 MPa),随软化水中聚合物含量从23.9 mg/L升高至171 mg/L,模拟锅炉钢挂片年结垢速率呈上升趋势,年腐蚀速率呈下降趋势;聚合物浓度<80 mg/L时,锅炉钢挂片年结垢速率<0.5 mm,符合蒸汽驱锅炉要求的年结垢速率小于5 mm的要求;年腐蚀速率<0.125 mm,属于中度腐蚀范围。     

Cl-对L245钢在CO2/H2S环境中腐蚀的影响研究

石油天然气集输用L245钢管道在输送介质含有CO₂/H₂S及Cl^-的环境中使用时经常发生腐蚀穿孔现象。采用高温高压反应釜、扫描电镜和电化学工作站进行质量损失试验和电化学试验，对L245钢在该环境中的腐蚀行为进行了研究，主要研究了CO₂/H₂S环境中，Cl^-对钢的腐蚀速率、点蚀深度、腐蚀产物膜和点蚀电位的影响。研究结果表明：当Cl^-浓度不断提高时，L245钢的腐蚀速率和点蚀深度呈倒“V”形变化；提高Cl^-浓度时，钢的阳极溶解加速，自腐蚀电流密度增大，交流阻抗谱曲线半径减小，同时，Cl^-抑制硫化物产物膜的生成，使得钢的表面形成的产物膜呈现疏松状，对钢的腐蚀起促进作用；当Cl^-浓度达到临界值时，L245钢的自腐蚀电流密度减小，交流阻抗谱曲线半径增大，Cl^-优先吸附在钢的表面，使得产物膜的表面空隙减小，对钢的腐蚀起抑制作用。     

P110钢在有机盐完井液中的腐蚀行为

模拟油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、CO2分压、pH值等对P110钢腐蚀行为的影响。结果表明：随完井液密度的增加，P110钢平均腐蚀速率逐渐降低，密度越高，腐蚀产物膜的晶粒越均匀、细小、晶粒间堆积越致密，利于阻止腐蚀介质的侵入；温度越高，腐蚀越严重，低温时试片表面光亮，高温时存在点蚀坑较多的局部腐蚀；随CO2分压增加，平均腐蚀速率先是升高然后降低，在2．0MPa时出现最大值；随pH值增加，P110钢腐蚀速率逐渐下降。认为P110钢在高温（120℃）或低密度（1．05g／cm^3）下存在严重的局部腐蚀，应考虑防腐。     

Q245R/316L与Q345R/316L电偶对在3.5%NaCl溶液中的电偶腐蚀

针对石油化工行业异种金属联合使用产生的电偶腐蚀情况,采用电化学方法,研究了Q245R/316L和Q345R/316L电偶对在3.5%Na Cl溶液中的电化学行为。结果表明:316L不锈钢自腐蚀电位远高于Q245R碳钢和Q345R低合金钢的自腐蚀电位,偶接后会发生电偶腐蚀,且Q345R/316L电偶对发生电偶腐蚀倾向略大于Q245R/316L;316L不锈钢易钝化,而Q245R碳钢和Q345R低合金钢则比较活泼;316L不锈钢受钝化产生的钝化膜的影响,开路电位下测得的自腐蚀电位值一般比采用动电位极化测量的值大;Q345R/316L电偶对发生电偶腐蚀比Q245R/316L电偶对严重;电偶腐蚀效应的大小是:Q345R/316L>Q245R/316L。     

PTA装置溶剂脱水塔填料材质的选用

PTA装置溶剂脱水塔中的填料多采用316L不锈钢，2005年新更换的316L填料开车后立即发生了严重的腐蚀，对生产造成了不利影响。通过在塔内悬挂不同材质的挂片，并结合现代物理、化学检测手段对腐蚀的填料及挂片进行测试与分析。结果表明，316L不锈钢填料腐蚀的原因是填料中含有不应该有的铜和溶剂脱水塔中铁离子和溴离子偏高引起的。合格的316L不锈钢可以用于制造溶剂脱水塔的填料。AS砣205双相钢耐蚀性优于316L不锈钢．也适合做溶剂脱水塔填料。