典型离子对碳钢CO_2腐蚀的影响

为了考察油气田生产液中典型离子对CO_2环境下管道腐蚀行为的影响,采用腐蚀模拟实验,结合极化测试、交流阻抗谱测试等电化学方法及p H值分析方法,研究了Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、HCO_3~-和CO_2共存环境下碳钢(N80钢)的腐蚀行为。研究结果表明:(1) Cl~-、SO_4~(2-)对N80钢的腐蚀作用基本相同,Ca~(2+)、HCO_3~-均能在一定程度上抑制N80钢的腐蚀,HCO_3~-对腐蚀的抑制作 用明显优于Ca~(2+);(2)加入Cl~-和Ca~(2+)后溶液p H值的变化可以忽略,加入SO_4~(2-)和HCO_3~-后溶液p H值升高;(3) Ca~(2+)参与到腐蚀产物膜的生成,导致腐蚀产物膜孔隙率降低,因而在该介质环境下材料腐蚀速率低,感抗弧缩小;(4) HCO_3~-的存在升高了溶液p H值,降低了溶液的腐蚀性,同时也增大了CO_3~(2-)的离子浓度,促进了Fe CO_3的沉积,使腐蚀产物膜更加致密和完整,导致HCO_3~-溶液中测得的感抗弧消失,材料的腐蚀速率显著降低。结论认为,该研究成果可以为石油化工行业的防腐工作提供理论及技术支持。     

原油集输管道在CO_2和Cl~-共同作用下的腐蚀规律研究

针对原油集输管道由于存在CO_2和Cl~-等因素所导致的严重腐蚀穿孔问题,文章以具有代表性的原油集输管道用钢——L245M为研究对象,采用了高温高压反应釜和超声波扫描仪等腐蚀试验仪器,研究了原油集输管道的均匀腐蚀机理和点蚀机理。结果表明,流速、CO_2分压等环境条件的升高,会增加L245M管线钢的腐蚀速率;环境条件的变化主要影响了腐蚀产物膜的结构、致密性和覆盖度等,从而对腐蚀速率产生影响作用; CO_2分压的逐渐上升,CO_2在水溶液中的溶解度逐渐增加,此时溶液中处于平衡状态的反应受到推动而向正反应方向移动,随着溶液中的腐蚀反应物浓度增加,腐蚀介质的pH值降低,导致均匀腐蚀速率和点蚀速率上升;流速的增加导致发生在金属基体/腐蚀介质界面处的物质交换和电荷传递速率显著增加,此时腐蚀速率出现了明显的上升。     

环氧类内涂层在酸性气田集输管道适用条件探究

为探究酸性气田集输管道中各腐蚀影响因素对环氧类防腐内涂层关键性能指标的影响,确定内涂层在酸性气田集输管道的适用条件,实验室采用动态高温高压釜模拟现场不同的工况条件对涂层样品进行浸泡实验。通过涂层测厚仪、涂层附着力测试仪、绝缘电阻测试仪分别测试涂层在实验前后的厚度、附着力、绝缘性能及表面形貌的变化,进而探究不同的腐蚀影响因素对环氧类内涂层关键性能指标的影响。实验表明:环氧类防腐内涂层在H 2S质量浓度低于20 g/m^3、CO 2质量浓度低于100 g/m^3、液相流速低于2 m/s的腐蚀环境中具有一定的适应性,涂层的关键性能指标(厚度、绝缘电阻等)变化不明显;环氧类内涂层初步具备在酸性气田集输管线应用的条件。     

沉砂-CO2-SRB因素对L360N碳钢腐蚀行为的影响

页岩气水力压裂开发给地面集输管线带来严重的腐蚀安全风险,尚不明确多因素腐蚀介质对碳钢管线腐蚀的影响规律。通过高温高压浸泡试验及腐蚀形貌观察考察了沉砂、CO₂、SRB等多因素对L360N碳钢腐蚀行为的影响规律。研究结果表明：SRB生物膜与沉砂可以降低碳钢均匀腐蚀速率,但增加了碳钢的局部腐蚀速率,两者具有协同作用;CO₂溶解分子传递过程和金属界面微环境受沉砂影响较小。另外,沉砂对药剂的缓蚀杀菌作用影响不大,缓蚀剂和杀菌剂可以作为页岩气地面集输管线的防护措施广泛使用。     

天然气集输管道内腐蚀分析及防护

管道集输是目前天然气长距离输送的重要方式。由于天然气内含有CO_2,溶于水后呈现出弱酸性,对铁等金属材料产生电化学腐蚀,其中阳极端形成FeS沉淀,阴极端发生还原反应,造成管道内腐蚀,影响管道输送安全。以S气田为例,采用腐蚀挂片实验方法对CO_2腐蚀影响因素进行研究,分析了时间、温度及不同浓度下的Cl~-、HCO_3~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)对挂片腐蚀速率的影响,以及4种缓蚀剂JS-19、KR-16、WX-11、WD-03在不同浓度下的缓蚀效果。研究表明,JS-19、WX-11缓蚀剂具有较好的抗腐蚀效果,并对这2种缓蚀剂进行复配,推荐采用20 mg/L的JS-19+40 mg/L的WX-11缓蚀复配方案,缓蚀率可达到98.1%,腐蚀速率降低到0.007 1 mm/a。     

油田污水对A3钢腐蚀速率的影响

采用静态挂片失重、电导率测量、pH值测量、氧含量测定等方法,模拟油田污水中的主要成分(Cl~-,Ca~(2 ),O_(2),HCO_3~-)对A3钢腐蚀速率的影响,并分析了腐蚀的原因。     

冲蚀作用下CO2分压对集输气管线内腐蚀的影响规律——以大庆油田徐深6集气站集输管线为例

我国部分油气田集输管线中CO₂与水含量较高,同时由于提高输运流速,集输管道CO₂腐蚀日趋严重,掌握流场诱导下CO₂腐蚀速率的变化规律对腐蚀防护与定期检测具有重要意义。为此,以大庆油田徐深6集气站一集输天然气管线为分析对象,首先基于Norsok腐蚀模型预测CO₂分压对其内腐蚀速率的影响,再应用计算流体动力学方法（CFD）对管道内流场进行分析,并结合现场的内腐蚀测厚数据,得出冲蚀作用下CO₂分压对集输天然气管线内腐蚀的影响规律：集输天然气管线内,湍流作用在内流道剧烈变化区域（弯头、T形管处）,湍动能升至最大75 m²/s²,对CO₂局部腐蚀具有明显的促进作用;流体介质的流型与流速会对管道内壁的CO₂均匀腐蚀产生较强促进作用;管道内壁在CO₂分压重腐蚀区间内（0.02~0.20 MPa）,CO₂的腐蚀程度随CO₂分压的增大呈线性加剧,随后其最大腐蚀速率保持在0.75 mm/a,并趋于平缓,而最小腐蚀速率保持在0.62 mm/a,稳中有升。研究结果可作为预测集输管线重点部位运行寿命的参考依据,使得管道腐蚀防护与定期检测更为精确省时。     

冀东油田陆上作业区降低腐蚀增强管线“免疫力”

<正>"高5转总掺水管线平均腐蚀速率由0.53降到0.02,管线防腐治理见效了。"2017年3月27日,冀东油田陆上采油四区负责人说。近年来,二氧化碳吞吐技术作为冀东陆上作业区的重要增产措施,效果显著。可由于吞吐介质腐蚀性强、管线服役时间长等因素,集输管线腐蚀穿孔问题随之而来,严重影响油气正常生产。     

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根据国内某高含硫气田集输管线内高含H₂S（8%～16%）、CO₂（5%～10%）的高压腐蚀环境，分析了可能存在的腐蚀影响因素，并采用静态高温高压釜研究了H₂S、CO₂、温度、Cl-以及元素硫等不同腐蚀影响因素对20#钢的作用规律。结果表明，在试验研究的范围内，20#钢的腐蚀比较严重，腐蚀速率在0.348～2.559 mm/a之间，但温度、水中Cl-含量以及元素硫是影响20#钢腐蚀程度的主要因素：水中Cl-含量越高，20#钢的腐蚀速率越大；温度为40 ℃时20#钢的腐蚀速率相对较大；元素硫的存在会加速20#钢的失重腐蚀和点蚀，最大点蚀深度为4.867 mm/a。通过室内研究，建议现场采取适当的措施清除集输管线内沉积的元素硫，而且最好不要让集输管线的温度停留在40 ℃左右，以减轻对管线的腐蚀；此外，还要加强对高Cl-含量地层水汇集的集输管线的防腐蚀工作。     

油田集输管线介质多相流腐蚀数学模型研究

介绍了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究和建立数学模型,并研究了集输管线介质流速,氧含量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压和水含量共七个因素对20号钢管材的腐蚀影响趋势。研究所用的多相流腐蚀评价装置已获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有指导作用。     

油田集输管线介质多相流腐蚀数学模型研究

讨论了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究并建立数学模型,研究了集输管线介质流速、含氧量、pH值、矿化度、温度、二氧化碳分压、含水共7个因素对20#管材的腐蚀影响趋势。该研究内容采用的多相流腐蚀评价装置已获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有很好的指导作用。     

长庆油田H转油站集输管线腐蚀原因分析

长庆油田H转油站站内集输管线及阀组管线材质为20号钢,站内集输管线在高矿化度、高含水、低CO_2和低H_2S腐蚀环境下发生腐蚀穿孔,腐蚀位置在集输管线底部。利用超景深光学数码显微镜、扫描电镜(SEM)和电子能谱(EDS)等方法对集输管线中挂片表面腐蚀产物的形貌及成分进行了观察和分析,并对20号钢管线服役环境和腐蚀因素进行了讨论。结果表明:20号钢管线腐蚀的主要原因是H_2S腐蚀、CO_2腐蚀和Cl~-腐蚀,在其共同作用下造成集输管线腐蚀穿孔。     

中原油田集输管线多相流腐蚀预测模型

介绍了在多相流条件下如何对油田集输管线介质进行腐蚀因素研究和数学模型建立,并研究了集输管线介质流速、含氧、pH值、矿化度、温度、CO2分压、含水等共7个因素对20^#管材的腐蚀影响趋势。文章研究内容采用的多相流腐蚀评价装置获国家专利,其设计思路和评价方法对相关领域的研究具有较好的指导借鉴作用。     

高89区块CO2驱地面生产系统腐蚀分析与控制

2007年,胜利油田在纯梁采油厂高89区块开展了低渗透油藏CO2驱先导试验。对应目前CO2驱先导试验区,地面生产系统腐蚀严重部位是高890集输干线、后续的联合站和污水站处理系统。由于CO2驱采出液的混入,导致高含水输送介质中CO2含量大幅增加,目前含量在100 mg/L以上,造成高890集输干线、油站储罐出口管线和污水站沉降罐出水管线多次腐蚀穿孔。为此提出了缓蚀剂、耐腐蚀材料和防腐涂层联防的腐蚀控制措施,可将系统的均匀腐蚀速率控制在0.076 mm/a以下,确保纯梁高89区块CO2驱先导试验区高含CO2地面生产系统正常运行,延长集输管线和后续处理站点的使用寿命,节省地面工程改造投资。     

含硫天然气集输管道内腐蚀预测模型研究

某天然气集输管线A线(材质L245NCS钢)具有输气量大、管径大、输送压力高、输送介质H_2S含量高等特点,管线内腐蚀较为严重。在多相流理论的基础上,采用失重法对L245NCS钢开展了若干组高温高压动态反应釜实验,并运用多相流模拟软件进行管线数值模拟计算。建立了在H_2S和CO_2共存条件下,同时考虑温度和液体流速的半经验腐蚀预测模型,并基于BP神经网络算法开发了含硫天然气集输管道腐蚀预测软件;应用到某管线开展内腐蚀预测,预测结果误差30%,应用效果良好,为高含硫集输管道腐蚀失效研究提供了一定的参考。     

碳钢在盐水-油-气多相流中腐蚀规律的研究

借助于建立的动态水平腐蚀测试装置,研究了3％NaCl溶液中介质流速、温度、油水比、气体等因素对碳钢腐蚀行为的影响。实验表明:在实验流速范围内,碳钢的腐蚀速率随介质流速增大而增大;在30～60℃,腐蚀速率随温度升高而升高,且60℃达到最大值;在油水比为1/1000～10/100范围内,腐蚀速率随油含量增加而减小;通入N2和CO2,均会对腐蚀速率产生影响。     

杨税务气藏集输管线腐蚀监测技术

华北油田第四采油厂杨税务气藏具有集气压力高、采出气液成分复杂等特点。随着投运时间的延长,集输管线出现不同程度的腐蚀现象,具有较大安全隐患。针对该问题,通过室内腐蚀模拟实验开展腐蚀机理研究,明确了流速、分压、温度等参数对腐蚀速率的影响程度。在不改变现场工艺流程的条件下,研发管道腐蚀监测装置对运行集输管线进行监测,评价腐蚀程度。最终制定集输管线腐蚀防护对策,有效延长管线的使用寿命,确保杨税务气藏集输管线的安全运行。     

气液比对CO2驱集输管线腐蚀的影响规律

高气液比是CO2驱集输系统混输介质的重要特征之一。借助自主研发的多相流腐蚀模拟试验装置,开展不同气液流量、不同气液比条件下CO2驱集输系统管线腐蚀规律研究。研究表明,混输介质的气液比决定水平直管段及弯头等部位流型特征,进而影响腐蚀速率。通过对流型段塞频率的定量分析,认为高气液比条件有助于减缓管道腐蚀。该结论为CO2驱集输管线设计提供了新的腐蚀控制思路。     

模拟地面集输环境下温度对2205双相钢均匀腐蚀及点蚀行为的影响

针对油气集输管线在CO2和含高浓度的Cl-地层水环境中易发生腐蚀失效的问题,通过腐蚀失重试验和电化学测试分析,研究了2205双相不锈钢在高分压CO2+高矿化度+高浓度Cl-地层水集输管线环境中的腐蚀行为。结果表明:在模拟油田集输管线环境中,升温引起的2205双相不锈钢的均匀腐蚀速率基本不变,整体表现为轻度腐蚀,但由于Cl-的存在,2205双相钢在50 ℃和70 ℃时出现明显的点蚀坑形貌;2205双相钢在3种测试温度下的阳极极化曲线存在明显的钝化区,随着温度的升高,2205双相钢的点蚀电位先升高、再下降,在30~50 ℃,存在一个临界点蚀温度CPT;交流阻抗图谱在50 ℃和70 ℃分别表现出了点蚀诱导期和点蚀发展期的特征。     

酸性环境下流速对内涂层性能的影响研究

在川渝气田酸性气井开发过程中,为有效避免集输管道内输送介质与金属管道母体材料直接接触后产生严重腐蚀,在现场常对管道进行内涂层涂敷处理。管道中输送介质本身的腐蚀特性、介质流速较高等因素,都会对管道内壁涂层耐腐蚀性能产生影响,流速对其影响最为明显。在设定条件下,对3种不同的内涂层开展了耐冲蚀性能和抗电化学腐蚀性能试验。结果表明:冲刷条件下,涂层的耐蚀性能随着腐蚀介质的流速增加而不断减弱;随着流速增加,3种涂层的抗谱半径不断减小,表明涂层的耐冲蚀性能随着流速的增大而减小。