普通油井管钢在CO2和H2S共存环境中的腐蚀实验研究

采用高温高压腐蚀仪对普通油井管钢N80进行了CO2、CO2和H2S共存条件下的腐蚀实验,测量了平均腐蚀速率,结果表明:90℃时,CO2腐蚀环境中加入不同含量的H2S后,试样表面腐蚀状况有较大改善,腐蚀速率均有所降低;保持CO2分压恒定,随着CO2和H2S分压比增加,腐蚀速率在分压比为100时出现峰值;保持H2S分压恒定...     

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。     

不同CO2/H2S分压下油管钢腐蚀速率预测模型

为了找出油管钢腐蚀速率CR与CO2分压PCO2、H2S分压PH2S之间的关系,首次将分压比PCO2/PH2S引入油管钢腐蚀速率预测模型,在不同分压比下,视一种气体腐蚀为主导,另一种气体腐蚀为影响因素来建立两个分模型,进而将两个分模型叠加,得到总的腐蚀速率预测模型.该预测模型与已有预测模型完全兼容,且与试验数据吻合较好.     

高温高压及醋酸环境中H2S对油管钢CO2腐蚀行为的影响

利用美国Cortest公司高温高压反应釜模拟高含硫油气田H2S/CO2及醋酸共存环境,在流动高矿化度饱和H2S/CO2介质中进行试验,辅以SEM、XRD、动电位扫描及交流阻抗等表面分析和电化学技术,探讨了高温高压及醋酸环境中H2S对油管钢CO2腐蚀行为的影响.结果表明:普通N80油管钢在单一CO2腐蚀速率较高,达到5....     

咪唑啉在H2S/CO2腐蚀体系的缓蚀性能研究

通过静态挂片失重法和电化学极化曲线法,研究两种改性的咪唑啉衍生物缓蚀剂在饱和H2S／CO2腐蚀环境中的缓蚀性能。研究结果表明,两种缓蚀剂对饱和H2S／CO2腐蚀体系具有良好的缓蚀效果,使H2S／CO2腐蚀体系的自腐蚀电位发生正移,腐蚀电流密度减小,对碳钢腐蚀反应过程有良好的抑制作用。     

油气水共存的非均相介质中N80钢二氧化碳／硫化氢腐蚀行为研究

采用失重法及电化学方法研究了油气水形成的非均相介质中N80钢在二氧化碳／硫化氢环境下的腐蚀行为及N80钢在上述介质中的应力腐蚀裂纹;结果表明,在硫化氢、二氧化碳气体与油水组成的非均相系统中,随着PCO2／PH2S的增加,N80钢的腐蚀速率增大;硫化氢的存在使得N80钢腐蚀的阳极过程受到抑制,腐蚀速度减缓;但脆性断裂及应力腐蚀加剧。     

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。     

油管钢在高温高压H_2S/CO_2环境中的二次腐蚀行为研究

利用美国CORTEST公司高温高压反应釜模拟高含S油气田H2S/CO2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、动电位扫描及交流阻抗等表面分析和电化学技术,探讨了油管钢在高温高压H2S/CO2环境中的二次腐蚀行为。结果表明,普通N80油管钢单一CO2腐蚀速率较高,为1.89 mm/a;先CO2腐蚀后H2S腐蚀,腐蚀速率减小为1.38 mm/a,材料的腐蚀类型表现出严重的局部腐蚀,先生成的Fe CO3膜转变为Fe S膜,转变过程中腐蚀产物膜的晶格发生畸变,导致腐蚀产物膜分层、疏松且容易脱落;先H2S腐蚀后再CO2腐蚀,腐蚀速率明显减小至0.27 mm/a,腐蚀产物膜未发生转变,通过腐蚀产物膜电化学测试分析,Fe CO3膜对基体的保护性差,而Fe S膜对基体的保护性相对较好。     

压力与油管钢CO2/H2S腐蚀速率的关系

采用高温高压釜,辅以失重法和扫描电镜,对不同CO2和H2S分压下油管钢N80、P110的CO2／H2S腐蚀进行了研究。结果表明,随着CO2分压的升高,两种钢的CO2／H2S腐蚀速率均单调增加;随着H2S分压的升高,两种钢的腐蚀速率先增后降,且都在H2S分压为3psi时取得最大值。     

N80油管钢CO2/H2S腐蚀的阴极过程EIS分析

为了找出油管钢CO2/H2S腐蚀的阴极反应与腐蚀时间的关系,采用高温高压釜装置,辅以交流阻抗谱(EIS)测试技术,在100 ℃时,CO2分压180 psi和H2S分压2 psi的条件下,对N80油管钢在模拟油田采出液中CO2/H2S腐蚀的阴极过程进行了研究.结果表明,阴极反应的交流阻抗谱随着腐蚀时间发生变化.2 h和12 h后交流阻抗谱呈现单容抗特征,腐蚀以H2S腐蚀为主;36 h和72 h后出现Warburg阻抗特征,分析认为这是由腐蚀产物膜引起的.     

铬铝合金化对CT80钢抗CO2腐蚀性能的影响

为了提高CT80连续管在CO2腐蚀环境中的耐蚀性能,通过在CT80钢的基础上改变Cr、Al合金元素的含量,并利用真空冶炼技术制备出了铬铝合金钢,采用电化学极化试验、浸泡腐蚀试验对试验钢进行了耐蚀性能评价。结果表明,Cr、Al两种合金元素经过合理的组合匹配,可以有效地提高CT80钢在高矿化度、饱和CO2腐蚀环境下的耐腐蚀性能,为该环境下的油气管材设计提供了理论依据。     

油管钢的H_2S/CO_2动态腐蚀行为

在模拟油田CO_2/H_2S共存的腐蚀环境中,研究了温度、CO_2和H_2S分压对N80和P110两种油管钢动态腐蚀行为的影响。结果表明,在试验参数范围内,随着温度、CO_2分压和H_2S分压的变化,两种材质的动态腐蚀速率都呈现了先增大后减小的变化趋势,且P110钢的腐蚀速率大于N80钢的腐蚀速率。     

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采用扫描电镜（SEM）和电化学测试，研究了在油气输运环境条件下（温度T=30～90 ℃、二氧化碳分压p_CO2=0.5～2 MPa），X56钢管道在油气采出液中的腐蚀状况及电化学行为。结果认为，X56钢管道在此环境下腐蚀速率随温度升高及二氧化碳分压增加而加大；根据X56钢极化曲线及交流阻抗谱(EIS)，提出了X56钢在此环境下的反应机制，二氧化碳促进了阴极反应，加速了阳极溶解，且随二氧化碳分压和温度的升高而反应加剧。理论计算值与电化学测试结果相符合。     

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。     

Gemini表面活性剂的缓蚀性研究

通过失重法和电化学测试方法研究了在50℃时饱和H2S／CO2介质中季铵盐类12-s-12（s=2,3,4,5和6）型Gemini表面活性剂对Crl3钢的吸附缓蚀性能及其机理。结果表明：50℃时Gemini表面活性剂在饱和H2S／CO2介质中对Crl3钢具有较好的缓蚀效果,其中12—6-12型Gemini表面活性剂的缓蚀性能最佳,缓蚀率能达到90％以上。研究得出间隔基变化对表面活性剂缓蚀性能的影响规律．用电化学极化曲线法和交流阻抗谱图讨论了这种规律的作用机理。12-s-12型Gemini表面活性剂为阴极型缓蚀剂。     

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。     

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。     

2830/140V油套管钢的电偶腐蚀行为

为研究140V碳钢和2830镍铬合金钢之间的电偶腐蚀行为,通过模拟150 ℃、H2S分压1.5 MPa、CO2分压4.5 MPa、Cl-浓度90 000 mg/L的地层水井下环境,采用浸泡腐蚀模拟试验,并利用 XRD 结合 SEM、EDS 观察分析腐蚀产物膜特征,研究了2830镍铬合金钢与140V碳钢在模拟地层水环境中偶接前后的电偶腐蚀行为。结果表明:在模拟地层水腐蚀环境下,2830镍铬合金钢与140V碳钢偶接后,发生了明显的电偶腐蚀,其中碳钢140V作为偶对体系的阳极,平均腐蚀速率明显增长,而镍铬合金钢2830作为阴极,平均腐蚀速率有所减缓。XRD检测结果表明,2830钢试样表面生成主要是内部基体的Fe-Ni固溶体、Cr-Ni固溶体、Fe及Ni的腐蚀产物膜,140V钢试样表面则主要是FeS、FeS2、FeCO3及Fe3O4的腐蚀产物膜。电偶腐蚀评价研究表明镍铬合金钢+碳钢组合电偶腐蚀较严重,在油套管应用中应避免直接接触使用。