二氧化碳环境中碳钢电偶腐蚀行为研究

电偶腐蚀是油气开采运输过程中危害性较大的一种腐蚀。利用失重法和电偶电流测量以及扫描电镜和X衍射分析研究了饱和CO₂的1％NaCl水溶液中碳钢/不锈钢，以及碳钢/腐蚀产物膜之间的电偶腐蚀行为。结果表明，相同温度条件下，碳钢/不锈钢电偶对阴阳极面积比越大，电偶对中阳极(N80钢)的腐蚀速率就越大。当CO₂分压较低时（0.1 MPa），随着温度的升高，电偶对阳极的腐蚀速率有一个极大值，且腐蚀速率的对数值与阴阳极面积比的对数值之间呈线性关系；而在高CO₂分压（2.5 MPa）条件下，阴阳极面积比小于等于4时，电偶对阳极的腐蚀速率存在一个极大值和一个极小值。试验结果还表明，温度对碳钢的CO₂腐蚀产物组分有很大的影响，不同温度下碳钢表面形成的腐蚀产物膜都能与裸金属之间形成腐蚀电偶，且温度为90 ℃时生成的腐蚀产物膜与碳钢的电偶腐蚀最为严重。     

5Cr套管钢在不同CO2分压下高温高压腐蚀特性研究

为了研究5Cr套管钢在不同CO₂分压下的腐蚀特性,进行了5Cr套管钢高温高压腐蚀失重和高温高压电化学试验,并采用XRD、SEM和EDS等手段对其腐蚀产物进行微观分析。结果表明,在高温高压腐蚀环境下随着CO₂分压从低到高,其表面点蚀坑的深度和直径均无明显变化,而点蚀速率则出现逐渐减小的趋势;其腐蚀产物膜由Cr(OH)₃、FeCO₃和CaCO₃共同组成,且随着CO₂分压的升高Cr的富集量逐渐增加;在电化学测试中,随着CO₂分压的不断升高,5Cr套管钢表现出半钝化特征,产物膜逐渐增厚且致密,且极化电阻逐渐增大,阳极反应受到抑制,电化学反应阻力增大,其抗局部腐蚀能力不断提高。     

抽油杆含缺陷区域电化学腐蚀规律研究

目前国内同时考虑多因素环境下对抽油杆CO₂腐蚀影响的研究较少。为此，基于COMSOL多物理场耦合分析的方法和任意拉格朗日-欧拉法展开模拟含缺陷抽油杆CO₂腐蚀规律研究，并结合某油田SN区块抽油杆腐蚀情况进行了分析。研究结果表明：随着温度的升高，抽油杆CO₂腐蚀速率先增大后减小；抽油杆腐蚀速率随CO₂分压的增大而增大，当其分压增大到0.5 MPa后，腐蚀速率增长放缓，最后趋于平稳；腐蚀速率随pH值的增大而减小，当温度为80℃时，抽油杆腐蚀速率降低90.7%;当抽油杆缺陷长度为1 mm时，腐蚀电位幅度变化最大，此时的腐蚀深度最深(1.3 mm)。研究结论可为含缺陷抽油杆在电化学腐蚀环境下使用寿命预测和安全评价提供理论支撑。     

CO2、H2S对3Cr钢静态腐蚀的影响

为了研究3Cr钢在不同CO₂、H₂S腐蚀介质中耐蚀性，对3Cr钢分别在1 MPa CO₂、0.3 MPa H₂S及1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S腐蚀环境中的腐蚀速率和电化学性能进行测试，同时采用SEM、EDS和XRD等手段对上述三种腐蚀环境中的腐蚀产物进行分析对比。结果表明，3Cr钢在1 MPa CO₂环境下腐蚀速率最大，通过对腐蚀产物进行分析，发现其表面未形成连续分布且具有致密性腐蚀产物保护膜是其腐蚀速率高的主要原因。电化学测试发现3Cr钢EIS阻抗在1 MPa CO₂中呈现单容抗弧，而在0.3 MPa H₂S和1 MPa CO₂+0.3 MPa H₂S环境中呈现双容抗弧，进一步印证了其在1 MPa CO₂环境中耐蚀性较差的结果。     

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。     

Cr含量和温度对低Cr管线钢抗CO2腐蚀的影响

为了深入了解Cr的加入对管线钢抗CO₂腐蚀性能影响的本征机制,采用高温高压反应釜实验研究了Cr含量和温度对低Cr管线钢抗CO₂腐蚀行为的影响。运用扫描电镜（SEM）及能量谱图（EDS）分析技术,重点分析了Cr含量和温度对平均腐蚀速率、腐蚀产物膜形貌及腐蚀产物膜开裂特性的影响,并进行了腐蚀产物膜的成分分析。实验结果表明：①管线钢中添加少量Cr元素可显著降低其平均腐蚀速率;②随着Cr含量的增加和温度的提高,低Cr管线钢腐蚀产物膜内Cr元素的富集程度均明显增大,腐蚀产物膜的保护性也相应提高;③管线钢中Cr含量的提高显著改变了腐蚀产物膜的力学特性,使其由韧性向脆性方向转变;④低Cr管线钢腐蚀产物膜的生长是Cr化合物形成与FeCO₃沉积互相竞争的结果。     

低H2S环境下L360MS碳钢耐CO2腐蚀行为研究

为研究L360MS碳钢在低H₂S环境下的耐CO₂腐蚀行为,通过模拟某油气田现场工况,利用高温高压釜设备开展不同H₂S-CO₂环境下L360MS碳钢腐蚀性能试验,并采用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)等手段分析L360MS碳钢的腐蚀形貌和产物组成等。结果表明：低H₂S环境下(p_H2S=0.001～0.005 MPa),随着CO₂分压的增大(p_CO2=0.25～0.65 MPa),L360MS碳钢平均腐蚀速率逐渐降低,点蚀速率增加;p_H2S=0.001 MPa、p_CO2=0.25 MPa时,L360MS碳钢平均腐蚀速率最大,为0.113 5 mm/a;随着p_CO2/p_H2S降低,...     

钻井完井高温高压H2S/CO2共存条件下套管、油管腐蚀研究

在油气开发中，伴生气中多含有一定量的H₂S与CO₂，对油管、套管的腐蚀给油气开发造成了巨大损失，极大地制约了CO₂和H₂S共存条件下的油气开发。因此，开展高温高压CO₂/H₂S共存条件下油管、套管钢材腐蚀的研究具有重要意义。为此，以实验手段模拟油气开发中高温高压H₂S/CO₂共存环境，用失重法、SEM和EDS研究了油管、套管L80钢材的腐蚀规律以及腐蚀产物膜。结果表明，在实验条件下，随着温度的升高，腐蚀速率呈先增加后下降的趋势，且温度越高，压力对腐蚀速率的影响越大；在腐蚀反应初期，腐蚀速率很高，但随着腐蚀时间的延长，腐蚀速率明显下降；腐蚀开始时腐蚀产物膜以FeS为主，随时间延长转为稳定的FeCO₃。同时还发现显微组织、硬度以及组成成分对腐蚀产物膜的形成及抗腐蚀性能有较大的影响。     

硫酸盐还原菌对油田套管腐蚀的研究

主要研究温度对硫酸盐还原菌(SRB)生长的影响和SRB对油田套管的腐蚀作用,着重分析温度、Fe²⁺浓度对碳钢SRB腐蚀的影响.实验表明,在37℃时SRB的活性最强,对碳钢促进腐蚀,介质中Fe²⁺对碳钢SRB腐蚀影响还与温度有关:37℃时加速SRB腐蚀,60℃时则相反,这与腐蚀产物生成不同的硫化物有关.实验结果与中原油田文10-1井套管内腐蚀上部严重下部轻微一致.     

天然气管道CO2腐蚀机理及预测模型研究进展

天然气管道的CO₂腐蚀是一个普遍现象,但对于其腐蚀机理目前仍然缺乏深入的理解和认识,因而难以解释CO₂的腐蚀行为并建立有效的腐蚀速率预测模型。为此,从均相化学反应、电化学反应和传质过程3个方面,讨论了CO₂腐蚀机理,分析了影响CO₂腐蚀的关键因素,总结了相应的CO₂腐蚀速率预测模型的最新研究进展情况;在对CO₂腐蚀机理最新理解的基础上,比较了各种模型的机理性和拓展性,总结了现行研究的缺陷和不足,并基于现存的问题对今后的研究方向进行了展望。研究结果表明:(1)目前对于CO₂腐蚀机理的研究主要以理想溶液环境体系为主,未来需要对非理想溶液体系的CO₂腐蚀机理进行研究;(2)关于CO₂腐蚀反应机理的认识还不清楚,对于CO₂能否直接参与阳极反应以及H₂CO₃能否直接被还原还存在着争议,需要进一步研究;(3)目前的腐蚀速率预测模型都只考虑...     

浅谈油管和套管的防腐问题

为了防止井下管柱的腐蚀,目前世界上成熟的经验是内涂层防腐技术。有人企图将内涂层、内镀层防腐改为外涂层、外镀层防腐,这是不妥的。从电化学腐蚀理论出发,通过模拟油井状态的原电池试验,说明外涂层油管的外涂层损伤后,损伤处集中腐蚀,缩短了油管的使用寿命;外镍磷镀油管镀层的镍和套管的铁,由于电位差会加速套管的腐蚀。认为油管和套管的防腐蚀问题,应互相兼顾、统一设防。     

CO2对油气井管材腐蚀的预测及防护

我国华北、胜利、南海、四川、长庆、江汉等油田,有相当多的油气构造含有CO2,最高含量可达伴生气的42%,对钻杆、套管、油管和抽油杆等有很大的腐蚀作用,所以经常发生因腐蚀而造成的事矿。文中介绍了CO2对油气井管柱腐蚀的预测方法和腐蚀程度的判据。经过对一些油气田CO2腐蚀典型事故有关数据的理论计算和分析,发现实际腐蚀速率高于dewaard预测模型的计算值,其主要原因是:腐蚀井段的温度多为35~60℃,处于高腐蚀速率敏感区;地层水的Ca2+/HCO3-(单位均为meq)比值大多在0.5~1000之间,也处于高腐蚀速率区。最后,针对CO2的腐蚀环境提出了相应的防护措施。     

SM2001缓稳剂的缓蚀性能及机理研究

研究了复合型缓蚀剂SM2001对45^#碳钢在模拟工艺水中的缓蚀性能。原子吸收法测定冷却水中溶出Fe^2 量及极化曲线测试结果表明：SM2001对45^#碳钢具有良好的缓蚀性能,在金属表面可形成性能良好的缓蚀膜。     

苯甲腈系列化合物的合成及其缓蚀性能的研究

采用方便的方法合成了一系列苯甲腈类化合物 ,并用静态腐蚀失重法测定了它们对碳钢在稀盐酸中腐蚀的缓蚀效率。实验结果表明 :苯甲腈类化合物具有较好的酸性缓蚀性能 ,特别是当苯环上氰基对位具有给电性基团时 ,其酸性缓蚀性能较高     

水溶性棒状缓蚀剂CT2—14的研究及应用

为适应含硫气田现场防腐蚀的需要,特别是产水量较在的井、高水位井、有封隔器的含水油气井防腐蚀对多品种缓蚀剂加注工艺的要求,在室内研制出一种水溶性棒状缓蚀剂ＣＴ２－１４。该缓蚀剂具有密度可调、软化点适中、有效成分缓慢释放、有效周期长及缓蚀效果好等特点。经现场试验表明：该缓蚀剂能将气液相腐蚀速率控制在０．０７６ｍｍ／ａ以下,并且现场加注工艺简单,易于实施。     

石油酸腐蚀的动力学

 采用铁粉腐蚀法研究了石油酸的腐蚀特性,分析了柴油馏分石油酸腐蚀反应的动力学性质。结果表明,酸值相同时,柴油馏分中的石油酸腐蚀性比减四线馏分强,石油酸腐蚀高峰的温度与石油酸的平均沸点和分解温度有关。确定了石油酸动态腐蚀的表观总反应级数为2级,并求出反应活化能为55.6kJ/mol。     

油管腐蚀因素分析及防腐对策的研究与应用

在对我国几个不同类型典型油气田的油管腐蚀资料进行调查、研究、分析的基础上,总结了不同类型油气田油管腐蚀的一般规律和不同区域腐蚀的特殊性,并在对腐蚀的现象、特点、类型、机理以及对腐蚀的影响因素的研究基础上,提出了有效的相应配套防腐工艺技术措施,这对于提高我国油气田的防腐工艺技术水平有一定的实用、参考价值。     

石油酸的腐蚀动力学

采用铁粉腐蚀法研究了石油酸的腐蚀特性,分析了柴油馏分石油酸腐蚀反应的动力学性质.结果表明,酸值相同时,柴油馏分中的石油酸腐蚀性比减四线馏分强,石油酸腐蚀高峰的温度与石油酸的平均沸点和分解温度有关.确定了石油酸动态腐蚀的表观总反应级数为2级,并求出反应活化能为55.6 kJ/mol.     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀性能研究

以棕榈酸、二乙烯三胺为原料合成咪唑啉，并对其进行水溶性改性制备了咪唑啉型缓蚀剂YG-1，与助剂硫脲复配得到复配缓蚀体系YG-2。应用静态挂片失重法、电化学法评价了该复配缓蚀体系YG-2的缓蚀性能，研究了缓蚀机理，并用扫描电镜分析了腐蚀前后及加入复配缓蚀体系YG-2后A3钢的表面形貌。研究结果表明，在30℃下加入复配缓蚀体系YG-2能有效地抑制饱和CO2的高矿化度盐水对A3钢的腐蚀，其使用浓度为20mg／L时，缓蚀率达到98．5％，腐蚀速率仅为0．009mm／a，远好于我国石油天然气行业标准规定的指标。     

改性咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及性能评价

以油酸,多胺,氯化苄和苯甲酸为原料,在咪唑啉分子结构中引入苯环及O,N杂原子,增加与Fe原子配位吸附的新位点,最终复配得到一种新型咪唑啉季铵盐缓蚀剂。采用红外光谱对合成产物进行表征,结果表明苯甲酰基成功引入咪唑啉分子中。通过静态挂片失重法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,结果表明,缓蚀剂MZL-A明显降低了N80钢在模拟矿化水中的腐蚀速率,当缓蚀剂加量为80mg/L时,缓蚀率可达到85%以上。采用电化学方法对缓蚀剂的机理进行研究,结果表明缓蚀剂对电极的阴阳两极均起到了抑制作用,且自腐蚀电位负移,合成的缓蚀剂是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。