正交实验法对20~#碳钢在油田采出水中的应用研究

为了研究20#碳钢材料在油田上的适用范围,采用室内静态腐蚀挂片正交实验法,模拟油田采出水腐蚀性因素对20#碳钢在油田采出水中的应用进行了探讨。根据腐蚀失重法及试片的腐蚀速率分析,利用正交实验考察ρ(Ca2+)、ρ(HCO3-)、ρ(Cl-)、温度、pH值对20#碳钢腐蚀行为的影响。结果表明,对20#碳钢腐蚀性影响的强弱程度为温度pH值ρ(Cl-)ρ(HCO3-)ρ(Ca2+)。温度对20#碳钢起主要的影响,其腐蚀速率随温度升高而升高。同时,腐蚀速率随pH值增大而降低。其次,ρ(Cl-)的增加使低碳钢腐蚀加重,ρ(Ca2+)、ρ(HCO3-)对20#碳钢也有一定程度的腐蚀作用。     

铁细菌对聚驱采出体系管线钢腐蚀行为研究

采用电化学测试技术和表面分析技术,研究了无菌体系以及铁细菌（FB）下聚驱采出体系管线钢的腐蚀行为。结果表明,无菌体系下碳钢表面腐蚀程度较弱。随浸泡时间的增加,其腐蚀速率前期迅速增大,随后腐蚀速率降低,浸泡后期腐蚀速率缓慢增大。随浸泡时间的增加,FB体系下碳钢表面发生了局部腐蚀,碳钢的腐蚀速率呈增大、减小和增大的趋势。微生物在碳钢表面形成的生物膜抑制了碳钢电化学的阴极反应,促进了电化学的阳极反应。     

J55套管在含H2S油井采出水中的腐蚀行为研究

分别对J55钢的材质与油井采出水水质进行分析，确定试样材质及不同采出水中的离子含量，并通过失重法研究试样在不同条件下的腐蚀规律及机理。结果表明：J55管材在含H2S的采出水中，随着腐蚀时间的增长，腐蚀速率先增大后减小，三种采出水腐蚀性由强到弱依次为1采出水、2采出水、3采出水，腐蚀程度均属于中度腐蚀。造成腐蚀的主要因素为矿化度，其次是S2-、Cl-含量，腐蚀主要表现在H2S气体在湿性环境附着在管壁造成的腐蚀。     

含CO2油田采出水中S2-对碳钢腐蚀行为的影响

针对高含CO_2油田采出水的腐蚀问题,利用腐蚀电化学方法,分别研究了采出水中由硫酸盐还原菌(SRB)繁殖产生的S~(2-)及开发过程由地层携带的S~(2-)对碳钢的腐蚀行为,通过研究认识到SRB繁殖产生的S~(2-)和开发过程由地层携带的S~(2-)对碳钢腐蚀行为的影响差别不大;且少量的S~(2-)对碳钢的腐蚀有抑制作用,但当污水中S~(2-)质量浓度大于0.5 mg/L时,随着时间的延长S~(2-)对腐蚀起一定促进作用。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。     

电化学噪声研究碳钢在高温环烷酸中的腐蚀行为

以南帕斯凝析油混炼减二线油品为研究对象,通过添加一定比例环烷酸,考察酸值对20#碳钢在高温油品中的腐蚀影响;采用电化学噪声(EN)分析不同温度下碳钢在高温环烷酸中腐蚀状况。结果表明,20#碳钢受高温环烷酸的腐蚀速率随温度的升高呈现出先增大后减小的规律;随酸值的增大,碳钢的腐蚀速率一直增大。在环烷酸的酸值为10 mg KOH/g,流速为1 m/s时,碳钢在280℃时腐蚀速率最高。     

20#碳钢和304不锈钢在高温环烷酸中的腐蚀研究

采用高温高压反应釜进行高温环烷酸腐蚀试验,改变试验温度、介质浓度和流速等因素,研究了20#碳钢和304不锈钢在高温条件下的腐蚀行为。结果表明,温度、介质浓度和流速对环烷酸的腐蚀速率有显著的影响。两种材质在环烷酸中的腐蚀速率随温度升高,均呈现先增加后减小的规律,20#碳钢的腐蚀速率远大于304不锈钢。280℃时,20#碳钢的腐蚀速率与环烷酸浓度呈线性增加关系。同条件下,304不锈钢的腐蚀速率存在明显的拐点,酸值浓度为5～10 mg KOH·g~(-1)时,其腐蚀速率呈高梯度的增加。碳钢的环烷酸腐蚀速率对流速的变化敏感,腐蚀梯度随介质流速增加而明显增大。304不锈钢的腐蚀速率较低,流速为3.40m·s~(-1)时,其腐蚀速率仅为0.0632mm·a~(-1)。     

J55钢在采出水中的腐蚀行为研究

通过单因素实验法和正交实验法对J55钢在志丹采油厂某油区采出水的腐蚀行为进行研究。研究结果表明：氧腐蚀在井下腐蚀中占据重要位置,井温对在部分采出水无氧井的腐蚀占据主要因素。     

酸性介质中苯甲醛缩苯胺对A3碳钢的缓蚀作用

采用失重法及电化学法研究了苯甲醛缩苯胺在不同浓度盐酸介质和温度中对A3碳钢的缓蚀行为。结果表明,该缓蚀剂对盐酸介质中的A3碳钢有明显的缓蚀作用;加入缓蚀剂后,腐蚀反应活化能由52.23 k J/mol升高到103.85 k J/mol,随着温度的升高这种缓蚀剂能在一定程度上抑制温度对腐蚀速率的影响。随着缓蚀剂浓度的提高,腐蚀速率显著降低,缓蚀率显著提高,但最终会随着缓蚀剂用量加大,腐蚀速率和缓蚀率趋于平缓。     

气提法处理高含CO_2油田采出水的试验研究

气驱油田采出水中大量CO_2的存在导致采出水腐蚀性增强,且造成水中悬浮物浓度增大,影响回注或排放。试验研究了含不同CO_2浓度的采出水中p H值、腐蚀速率、含油量和离子浓度等水质特性参数的变化,考察了气液比、含油量及温度等因素对气提法处理油田采出水中CO_2效果的影响。结果表明:CO_2浓度是影响油田采出水p H值、离子浓度及腐蚀速率等水质特性参数变化的重要因素;气提法去除采出水中CO_2的效果明显,升高温度、降低含油量均有利于提高污水中CO_2去除率;此外,与空气气提相比,氮气气提更有利于降低含油污水的腐蚀速率。在40℃和常压下,氮气气提44 min即可使污水p H值升高到7以上,碳钢腐蚀速率降至0.076 mm/a以下;当以氮气为载气,气液比为26∶1,温度为40℃时,含油污水中CO_2去除率可达100%,气提处理效果最佳。     

L245M碳钢在含CO_2油田采出水中的腐蚀速率影响因素分析

L245M是常用的油气集输管线使用管材,在流动的含CO_2、Cl~-的油田采出水中容易发生严重腐蚀。采用高温高压反应釜、环境扫描电子显微镜和挂片失重实验法,测试了CO_2分压为0.02～1 MPa,Cl~-浓度为52 000～104 400 mg/L,温度为25～55℃,流速为0.1～0.75 m/s条件下的L245M碳钢的腐蚀速率和腐蚀产物形貌,分析了各因素对腐蚀速率的影响。在上述工况条件下,L245M碳钢腐蚀速率范围为0.72～3.44 mm/a。     

应力状态对J55油管钢钝化膜电性能的影响

油管钢在土壤环境中受到腐蚀后会在表面形成一层保护基体减缓腐蚀的钝化膜。本文讲述了采用电化学阻抗谱(EIS)和光电流技术研究J55油管钢在模拟土壤环境(高pH值)中,拉伸、压缩及弯曲应力状态下所形成钝化膜的电化学性能,以期为碳钢腐蚀与防护提供一定的理论参考。     

循环冷却水系统碳钢无磷无锌预膜工艺研究

以聚马来酸酐为主的无磷无锌有机预膜剂(PF102)对碳钢进行表面预膜,采用腐蚀失重法研究预膜液pH值、预膜温度及预膜时间对缓蚀效果的影响,并探讨其预膜机理。确定碳钢预膜的最佳处理工艺条件为:预膜液pH值为6;预膜温度为25℃(室温);预膜时间为24h。经过PF102预膜后,碳钢的腐蚀速率从1.3286mm·a~(-1)下降到0.0392mm·a~(-1),电化学阻抗研究也表明,预膜对碳钢表面的腐蚀过程具有明显的抑制作用,电荷传质电阻显著增加,有效提升了碳钢的耐蚀性。     

供热管网输配再生水的碳钢缓蚀剂试验研究

为解决供热管网输配再生水过程中碳钢管道的腐蚀问题，以某污水处理厂再生水为研究对象，采用失重法、电化学试验法等方法，经单因素试验和正交试验，开发出一种适用于供热管网输配再生水的碳钢缓蚀剂复合配方。试验结果表明：该碳钢缓蚀剂由SC210、九水硅酸钠、葡萄糖酸钠、七水硫酸锌和HPAA等复合而成，有效投加质量浓度分别为10、15、3、2和1 mg/L；在试验温度为25℃，试验周期为72 h，旋转速率为80 r/min的试验条件下，Q235碳钢腐蚀速率为0.0174 mm/a，低于碳钢管道腐蚀速率≤0.075 mm/a的控制指标要求。该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂，其在金属表面吸附后的腐蚀电化学反应主要受电荷传递过程控制。     

EDTA-锑与曼尼希碱的缓蚀协同作用

在一定质量分数的工业盐酸中,测试了曼尼希碱与EDTA-锑配合物(SbY)组成的复合缓蚀剂对J55钢腐蚀速率、动电位扫描极化曲线和交流阻抗谱,推测了曼尼希碱与SbY组成的复合缓蚀剂的作用机理。结果表明,随着SbY在复合缓蚀剂中加量的增大,J55钢片的腐蚀速率呈现出先减小后增大的变化趋势,曼尼希碱与SbY在一定的配比下具有良好的协同缓蚀作用。温度为90℃时,在质量分数为15%工业盐酸中,当SbY加量为曼尼希碱加量的0.5%,复合缓蚀剂加量为酸液质量的1.0%时,J55钢的腐蚀速率为0.987 g/(m2.h);在质量分数为20%工业盐酸中,当SbY加量为曼尼希碱加量的1.0%,复合缓蚀剂加量为酸液质量的1.0%时,J55钢的腐蚀速率为2.910 g/(m2.h)。电化学测试结果显示,曼尼希碱与SbY组成的复合缓蚀剂是以阴极控制为主的混合型缓蚀剂。     

J55在含S~(2-)与Cl~-环境下的电化学腐蚀行为研究

利用动电位极化与电化学阻抗谱分析评价方法,研究了不同浓度的S~(2-)和Cl~-与S~(2-)共存情况下的套管钢J55腐蚀行为,分析了S~(2-)和Cl~-对J55的电化学腐蚀影响。结果表明:随着S~(2-)和Cl~-浓度的增大,J55的钝化膜稳定性下降,耐腐蚀能力下降;在含S~(2-)的腐蚀介质中J55的腐蚀行为主要由扩散过程控制,而在含S~(2-)和Cl~-的腐蚀介质中时则主要由电化学过程控制; S~(2-)的存在会对J55在含Cl~-环境下的点蚀产生一定的缓蚀作用。     

海上某油田油井管柱腐蚀影响因素及防治措施研究

针对海上某油田油井管柱腐蚀严重现象,采用静态挂片失重法研究了采出水中硫化物含量、pH值、腐蚀温度以及氯离子含量等因素对腐蚀速率的影响,在分析油井管柱腐蚀影响因素的基础上,提出了相应的防治措施,评价了缓蚀剂STB-11对目标油田油井管柱钢片的缓蚀性能。结果表明,腐蚀速率随采出水中硫化物含量、腐蚀温度以及氯离子含量的升高而逐渐加快,腐蚀速率随pH值的增大而逐渐减慢;当采出水中缓蚀剂STB-11加量为30 mg·L~(-1)、腐蚀温度为120℃时,腐蚀速率可以控制在0.071 mm·a~(-1),缓蚀率可以达到85%以上,能够满足行业标准要求。     

东胜气田锦66井区套管腐蚀评价

天然气开采过程中往往会产生伴生水,水中溶解的酸性气体及电解质等物质,会使套管因腐蚀而穿孔并引发一系列严重问题。为了研究东胜气田锦66井区采出水对套管的腐蚀情况,以该区J11P4H井为实验对象,选用N80标准钢挂片,以采出水为腐蚀介质,进行了室内动态腐蚀及缓蚀评价。结果表明在15MPa、60℃条件下,J11P4H井套管存在严重腐蚀,腐蚀速率高达0.946 2 mm/a,且为均匀腐蚀;采用缓蚀剂SWPC-6-1进行缓蚀效果评价,当缓蚀剂浓度为1 000 mg/L时,缓蚀效果趋于平稳,腐蚀速率低于0.020 8 mm/a,缓蚀率高达97.73%。现场实验表明:由于温度和压力的关系,上部套管腐蚀较小,下部套管腐蚀情况明显高于上部套管。SWPC-6-1缓蚀剂应用于现场后,N80套管井和P110套管井的采出水Fe3+离子含量都极大降低,说明缓蚀效果明显。     

苯甲醛在盐酸中对碳钢的缓蚀性能研究

采用失重法和电化学极化法研究了苯甲醛在盐酸清洗剂中对碳钢的缓蚀行为,并初步探讨其吸附性能。结果表明,苯甲醛属于混合型缓蚀剂,在盐酸介质中缓蚀作用良好,20℃下苯甲醛添加量为0.7%时,其缓蚀效率可达91.51%。能使碳钢的腐蚀反应活化能升高,碳钢需要克服更高的能量障碍,腐蚀速率明显下降。同时其缓蚀效率受温度的影响较大,其在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附规律。     

两种钢在高温环烷酸中腐蚀行为的研究

采用高温高压反应釜,考察温度、酸值和转速对20#碳钢、304不锈钢腐蚀速率的影响。结果表明:在220~300℃随着温度的升高,20#碳钢腐蚀速率先增大后减小,在280℃达到最大值0.654 mm/a,304不锈钢材料腐蚀速率逐渐较小;随着酸值的增大,20#碳钢腐蚀速率不断上升,在酸值为8~10 mg KOH/g时增速最大,304不锈钢呈直线趋势逐渐减小;在转速为0.8~2 m/s的范围内,20#碳钢腐蚀速率由0.654 mm/a变化到0.56 mm/a,304不锈钢由0.039 6 mm/a变化到0.011 2 mm/a,说明在低转速范围内环烷酸腐蚀影响并不太明显。