普光气田地面生产系统腐蚀控制技术及其效果

高含硫天然气田地面生产系统面临H₂S/CO₂以及元素硫共存等苛刻条件下的腐蚀问题,这是目前开发此类气田的难点之一。通过分析普光高含硫气田开发过程中运用的腐蚀控制技术及其效果,可为有效控制此类油气田开发过程中的腐蚀问题提供依据。首先将室内模拟试验选材和缓蚀剂筛选作为控制腐蚀开裂和电化学腐蚀失重的主要措施,结合腐蚀挂片、探针、电指纹监测、超声成像测厚和智能清管检测以及服役前后材料理化性能对比测试,确定材料服役过程中的腐蚀特征、腐蚀机制以及缓蚀剂作用效果,从而为进一步针对腐蚀关键部位的腐蚀控制和监检测提供依据。该腐蚀控制综合技术的运用效果表明,目前普光气田整体腐蚀速率小于0.076 mm/a,材料力学性能未出现损伤退化,处于受控状态。而元素S沉积和地层水聚集将诱发少量局部腐蚀,这一问题将成为腐蚀控制的重点。     

四川气田腐蚀特征及防腐措施

四川气田的开发一直伴随着腐蚀与防护的问题，气田开采过程中存在多种腐蚀环境，70％以上的气井是含硫气井，如川中磨溪气田的H2S—CO2-Cl^-和细菌腐蚀环境、311东大天池气田高CO2低H2S腐蚀环境、川西北中坝雷三气田含油高H2S气田和须二高CO2腐蚀环境、川东北高H2S及高CO2和元素硫的腐蚀环境等。面对复杂的腐蚀环境，四川气田在开发过程中不断总结经验，逐渐形成了一系列有效的防腐措施，包括材质与防腐工艺技术选择、缓蚀剂防腐技术、腐蚀监测技术等，保证了气田的顺利开采。面对川东北高含硫天然气更加恶劣的腐蚀环境，建立了高含硫腐蚀评价实验室和天东5—1井现场腐蚀综合试验装置，为深入开展高含硫条件下的腐蚀防护技术研究奠定了基础。目前在H2S、CO2和元素硫存在条件下的腐蚀机理和防腐措施，对腐蚀的影响及耐蚀合金钢应用等方面需要进一步研究。     

S-Y气田集输工艺装置腐蚀与位移控制措施

S-Y高含硫气田地面管线腐蚀以内部坑蚀、点蚀为主,积液管线内部腐蚀严重;地面管线高温运行,形成热应力集中,导致地面阀门抬高、汇管发生位移。为有效控制高含硫天然气对地面管线、设备腐蚀以及地面管线高温运行发生位移,在对其腐蚀机理和地面工艺防腐的适应性分析,以及对高温运行发生位移应力计算分析基础上,通过优化调整缓蚀剂加注制度,更换关键部位管线材质;对管线应力泄放适应性技术整改。现场运行情况来看,地面管线腐蚀得到了有效控制,地面管线受热膨胀产生的应力得到了有效释放,控制在了规定范围内。     

川中含硫区块回注井油套管腐蚀及缓蚀剂防护

川中地区气田水在回注过程中暴露出井下管束断落、腐蚀穿孔及窜漏等现象。其中,由于腐蚀导致停注的回注井占停注井的35%以上。从腐蚀评价结果发现,川中含硫区块在役回注井油套管处于中度和严重腐蚀,温度升高腐蚀加剧,且呈现局部腐蚀特征。通过对缓蚀剂溶解性和防腐效果评价,筛选出适合川中含硫区块回注井的井下油套管缓蚀剂CT2-19C,其液相缓蚀率80%。     

普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术

管道腐蚀影响因素众多,就普光集输管道而言,高含硫天然气介质引发的内部腐蚀问题最为突出。腐蚀泄漏风险是反映腐蚀失效概率和泄漏危害的综合指标,针对普光高含硫天然气集输特点,建立集输管道腐蚀泄漏风险评估模型。普光气田投产之初对集输管网进行了腐蚀风险评价,分析工况条件下的腐蚀风险和趋势,制定缓蚀剂、腐蚀监测、智能检测、积液检测和阴极保护的腐蚀综合控制方案,并在生产过程中不断优化。同时,成立技术保障站,专门负责集输系统腐蚀管理,严格执行腐蚀控制方案和作业规程。气田投运一年半以来,集输管道平均腐蚀速率为0.059 mm/a,腐蚀风险相对较低,腐蚀控制方案有效。     

高含硫气田集输管材耐腐蚀评价

高含硫气田采气工程金属管材的腐蚀评价包括硫化氢应力腐蚀开裂、氢致开裂、电化学腐蚀3个方面,模拟工况应综合考虑H2S/CO2分压、温度、气液相、单质硫、流动条件、应力加载和矿化度等评价条件。采用淬火加回火工艺制造的L360QCS直缝埋弧焊钢管,硫(0.02％)、磷(0.003％)元素含量控制低,硬度小于248HV,在模拟普光气田高含硫集输工况的条件下没有发生氢致开裂和硫化氢应力开裂,管材的抗硫性能较好。     

长深含CO_2天然气气田地面集输系统防腐技术

为了解决长深气田营城组天然气高温、高压、高含CO2所带来的管道设备内腐蚀问题,通过室内实验、现场试验、技术引进和开发的方法,进行地面集输系统管道设备材质和缓蚀剂优选评价,在线腐蚀监测技术应用,管道腐蚀预测软件和腐蚀信息管理数据库研究,优选评价出满足现场工况的材质、缓蚀剂、在线腐蚀监测和腐蚀预测等防腐工艺技术,形成了长深气田地面集输系统CO2防腐对策。     

延长气田抗CO2/H2S复配缓蚀剂的研究及应用

为了解决延长含硫气田管材严重腐蚀问题，通过对试片腐蚀形貌以及腐蚀产物组成、含量的检测来确定含硫气田管材的腐蚀成因，以3种现场抗腐蚀缓释效果较好、主要成分为咪唑啉的KS系列抗CO₂/H₂S腐蚀缓蚀剂为助剂，以抗CO₂腐蚀性能较好的E-04缓蚀剂为主剂进行复配，通过失重法、图像采集等手段对3种复配缓蚀剂进行缓蚀性能效果评价，并探究不同H₂S分压下3种复配缓蚀剂的缓蚀效果，筛选出缓蚀效果较好的复配缓蚀剂，并将其在现场应用。结果表明：溶解氧、侵蚀性CO₂、CI^-引起的吸氧腐蚀、CO₂腐蚀和点蚀是导致管材腐蚀的主要原因，细菌造成的结垢腐蚀对其也有一定影响；在CO₂/H₂S腐蚀联合控制条件下，抗CO₂/H₂S复配缓蚀剂KS-02缓蚀效果最优，缓蚀效率可达80%以上。现场含硫气井监测显示抗CO₂/H₂S复配缓蚀KS-0...     

高含硫集气管线腐蚀监控技术研究

针对高含硫集气管线输送特点,采用无损氢通量监测技术,研究了缓蚀剂涂覆预膜技术在高含硫集气管线上的应用效果。结果表明,缓蚀剂涂覆预膜技术能明显控制高含硫集气管线腐蚀,涂覆后缓蚀剂在管线各个方向分布均匀,涂覆预膜有效保护周期约为58天。     

天然气研究院气田开发化学实验室金属材料抗硫评定获CMA资质认定证书

<正>2013年12月3日,中国石油西南油气田公司天然气研究院收到国家认证认可监督管理委员会颁发的气田开发化学实验室金属材料抗硫评定计量认证证书。材料抗硫性能评价是含硫气田开发中的重要环节。为适应高含硫天然气腐蚀检测与评价的需求,天然气研究院在原有气田开发化学药剂检测的基础上,扩项金属材料性能检测与评价项目,增加了金属材料、焊接接头、压力容器钢3个类别,应力腐蚀、氢致开裂、腐蚀速率、点蚀等7个腐蚀参数。     

大型高含硫气田安全开采及硫磺回收技术

我国高含硫天然气资源丰富,开采潜力大,但其资源利用面临腐蚀性强、成本高、毒性大、事故后果严重等难题。为此,总结了中国石油天然气集团公司近年来在深层高温、高压、大产量高含硫天然气开采中产能测试、完井及改造、集输与腐蚀控制、脱硫与硫磺回收、安全环境风险防控等方面开展技术攻关所取得的创新成果：①高含硫气井产能测试技术非稳态测试用时减少50%,平均误差为7.5%,试井测试深度达7 000 m,硫化氢测试含量达230 g/m³;②高含硫气井完井裸眼封隔器分段工具的分段级数达12级,不动管柱水力喷射分段工具的分段级数达9级;③高含硫气田气液密闭混输工艺和腐蚀控制技术体系长效膜缓蚀剂的膜持续时间为45 d;④高含硫天然气净化技术体系的改良低温克劳斯硫磺回收工艺的硫磺回收率达99.45%,高含硫天然气脱硫技术及工艺计算模型的有机硫脱除率达85%,催化剂硫化氢的转化率为96%,总硫转化率为98%。最后还提出了加快建设高含硫气田开采国家级研发平台以推动本领域技术进步的建议。     

气井井下挂片腐蚀监测工艺研究及应用

随着越来越多酸性气藏的开采,井下防腐及腐蚀监测日益重要。传统的井下挂片腐蚀监测是将腐蚀挂片安装在固定式油管短节内,挂片必须随油管一并入井和起出,监测深度固定,井下挂片腐蚀监测以及结果分析受限于修井作业时机。针对传统井下腐蚀监测缺点以及目前现场腐蚀监测需求,通过技术攻关研究,自主研发出一种用于气井井下腐蚀监测的工具。室内评价及现场试验表明,该工具性能可靠,实施方便,能更真实更直观地评价井下腐蚀状态,实用范围广,具有腐蚀监测深度调节方便、试片数量和类型可调等优点。现场成功应用为气井井下防腐以及选择合理的修井作业时机提供直接依据,大大降低了气井井下腐蚀监测成本,减少了大修作业,对气井安全生产也具有重要的意义。     

高酸性气田地面用国产双金属复合管现场腐蚀评价

在高酸性气田开发过程中,由于腐蚀环境恶劣,双金属复合管耐蚀材料成为研究热点,但研究主要集中在室内实验,缺少现场应用案例,限制其进一步应用.为考察双金属复合管在高酸性气田地面管线应用的可能性,利用高含硫先导试验基地天东5-1井在线腐蚀试验装置开展了双金属复合管应用于高酸性气田地面管线的现场腐蚀性能评价,形成了双金属复合管...     

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??On the basis of the original CZ3-1 and CZ3-3 composite corrosion inhibitors,the CZ3-1E gas liquid double effect corrosion inhibitor substitutor has been developed.The inhibitor not only has the advantages of high corrosion inhibitor efficiency and small consumption,but also overcomes such shortcomings as strange smell,inconvenient filling and high cost.Through the lab evaluation,it is shown that for the untreated CZ3-1E corrosion inhibitor,under the conditions of Moxi gas field's formation water (deoxibized),pH₂S=1.2 MPa,pCO₂=2.8 MPa,temperature =80±2??,static behavior and test time=72 h,the gas phase corrosion rate is 0.049 5 mm/a and the corrosion inhibitor efficiency is 91.2%;the liquid phase corrosion rate is 0.064 3 mm/a and the corrosion-inhibitor efficiency is 90.5%.The surface of the tested piece is smooth and there is no corroded vestige.The CZ3-1E corrosion inhibitor can meet the requirements of gas liquid two-phase corrosion prevention.Through an overall comparison among the several corrosion inhibitors used in Moxi gas field,the performance of the new CZ3-1E corrosion inhibitor is good.     

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针对哈萨克斯坦扎纳若尔凝析气田的腐蚀环境,从全面腐蚀和局部两方面着手,采用ＩＳＯ、ＮＡＣＥ及国内腐蚀防护的相关标准或价方法,考察了Ｈ２Ｓ、ＣＯ２、Ｃl、温度及油水比等各因素对腐蚀的影响,在此的影响规律和趋势;预测了气田发生严重腐蚀的可能部位及其腐蚀形态,为气田开发腐方案的制定奠定了基础。研究结果表明,在扎纳若尔凝析气田开采和集输过程的工况条件下,腐蚀环境相当恶劣,具有产出液体的多相性、腐蚀介质的多样性和腐蚀形态的复杂性三大特点。该气田以Ｈ２Ｓ产生的电化学腐蚀为主,氢脆和ＳＣＣ共存。腐蚀最严重的部位应在井底,以点蚀为主;对管道而言,要特别注意氢脆和ＳＣＣ。当介质含水量达到５０％－８０％时,各类腐蚀均将加剧。     

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腐蚀监测是在生产正常运行中，对设备的腐蚀或破坏进行系统测试，以延长设备寿命，使生产设备能更有效地运行的一门技术。其方法包括失重挂片法、电阻法、氢监测、线性极化电阻法、化学分析等。１９９５年四川石油管理局从加拿大引进了一套在线腐蚀监测系统，１９９６年３月在磨溪气田四号集气站的Ｍ—１３３井建立了一座在线腐蚀监测实验站，１０月又在川西北矿区低温站和中—４０井建立了一座在线腐蚀监测实验站；对ＣＴ２—４、ＣＺ３—１和ＣＺ３—３缓蚀剂的缓蚀效果作了在线监测评价，对腐蚀监测在现场的应用取得了一定的经验，并提出了四川含硫气田腐蚀监测的发展趋势。     

川西北地区超高压含硫气井安全地面集输工艺

四川盆地西北部地区超高压气藏富含硫化氢和二氧化碳,对地面集输工艺的安全性要求极高,其中双探1井为川西北地区典型的超高压含硫气井,是目前国内投入试采井口压力最高(104 MPa)的气井,其安全试采的关键是节流降压和防止天然气水合物形成。为此,以该井为先导,创新建立了超高压含硫气井的地面集输工艺流程:(1)考虑冲蚀腐蚀的影响,按照等压设计思路,设计了高压多级节流橇;(2)提出了地面一级加热+天然气水合物抑制剂+移动蒸汽加热的天然气水合物防治技术;(3)形成了地面安全控制技术,建立了安全等级最高的超高压井口安全系统,保障了气井的安全生产;(4)针对气田产水和高含硫化氢的特点,提出了气液分离+脱硫+缓蚀剂+清管的防腐措施。该配套技术工艺对超高压含硫气井地面集输工艺的研究和试验具有典型性和示范性,对其他同类气田具有一定的借鉴意义。     

高酸性条件下元素硫对碳钢腐蚀的影响

天然气中硫含量超过一定温度、压力条件下的溶解度会导致气井中发生硫沉积,当元素硫大量沉积时,会堵塞流体通道.导致关井停产以及采输系统的严重腐蚀。为此,采用电化学极化测试、电化学阻抗测试和失重腐蚀及应力腐蚀测试的组合体系,全面系统地开展了元素硫存在条件下碳钢的腐蚀性能试验,进而模拟了元素硫在现场可能出现的沉积方式,弄清了元素硫沉积量、沉积方式对碳钢腐蚀性能的影响及腐蚀垢物的组成。结果表明:①元素硫与试样的接触程度和堆积形式对碳钢的腐蚀行为有重要影响;②元素硫的存在促进了碳钢的阴极反应;③硫的加入会改变腐蚀产物膜的结构,降低膜的电阻,增大腐蚀速率。最后结合电化学及失重腐蚀测试结果,明确了碳钢在含氯化物湿硫化氢环境中的腐蚀机理,为元素硫沉积工况下的材质选择、缓蚀剂应用、腐蚀监测及控制提供了技术支撑。     

催化裂化装置烟气洗涤塔腐蚀原因分析

阐述了中国石油化工股份有限公司金陵分公司3.5 Mt/a催化裂化装置烟气脱硫脱硝系统核心设备投运后出现的腐蚀状况。该装置烟气洗涤塔在投用4个月后,顶部塔壁局部区域陆续发生了多处腐蚀穿孔,蚀孔周围塔壁出现了严重的腐蚀减薄现象,筒体壁厚由原来13.0 mm局部减薄到5.5 mm。从设备运行的环境、设备腐蚀的机理、设备设计制造的结构、选用的材料、施工质量等方面对烟气洗涤塔顶部塔壁的腐蚀原因进行了分析,认为SO3/H2SO4和HNO3酸液是造成腐蚀的主要介质,腐蚀环境中水气p H值达2.5~3.5,呈强酸性。针对这些问题提出将设备筒体材质升级为304L、降低原料硫含量、改进工艺操作参数、加强腐蚀监控等整改措施,2014年3月装置停工检修中更换了烟气洗涤塔上部筒体,材质选用304L,目前设备运行良好。