钻井系统中的腐蚀

被腐蚀的情况下，不断积累问题，导致最终发生更严重的生产问题。

保障石油开采工作的顺利安全稳定推进。

2 不同环境对石油钻井机械设备腐蚀情况的影响2.1 沙漠环境对石油钻井设备的影响沙漠环境对于石油钻井机械设备有着极大的影响。

在沙漠地区，相关气候环境干燥、地理环境多沙土尘埃，因此极易差生大量的扬尘以及相应的地下化合物，通过干、湿不同形式渗入机械设备、与其发生化学反应，导致腐蚀现象。

进一步的，沙漠地区的昼夜温差大，在夏季时最高温度甚至会超过60℃，而相对应的夜晚则会低至10℃，由此，剧烈的昼夜温差变动，导致空气中的水蒸气快速冷却液化，与渗入的扬尘和化合物进一步反应，加快其与机械设备的化学反应、加剧腐蚀的程度。

另外，昼夜温差大会导致机械设备的物理性质快速变化，随着环境温度的升高，内部微观分子结构变得脆弱、活跃，使得腐蚀过程更为剧烈。

2.2 海洋环境对石油钻井设备的影响在海洋石油钻井平台的工作中，石油钻井机械设备直接接触海水，与复杂的化合溶液必定会产生强烈的反应。

在海洋中，大量地存在着氯化钠，也就是我们常说的“盐”。

除了氯化钠这种稳定的化合物以外，海水中还存在着大量的游离态钠离子，与氯化钠不同，钠离子是可以与机械设备中的金属单质、化合物发生反应的。

钠离子会使石油钻井机械设备产生严重的腐蚀问题，在机械设备的金属表面生成锈蚀的氧化层，甚至会产生设备的穿孔、断裂等问题。

除此之外，海洋内还存在着大量的酸性、碱性化合物，以及其他的活性金属离子，在水环境的促进作用下，会进一步加深石油钻井机械设备的腐蚀程度，缩短其设计寿命，甚至造成生产中的事故发生。

2.3 土地环境对石油钻井设备的影响我国幅员辽阔，从北到南、从东到西涵盖多种不同的气候带及地质带，其中最常见的有黄土地貌、海岸地貌、河流冲抵平原、喀斯特地貌等。

其中，在黄土、冲积平原等地貌类型上开展石油勘探开采工作，机械设备所受的腐蚀较轻；而喀斯特地貌等则因为地下包含了大量的碳酸盐类化合物，必须采取针对性的防护措施。

石油钻井机械设备腐蚀因素及防治技术摘要：油钻井机械设备是石油勘探和开采的重要工具，其正常运行和安全性直接关系到油田的生产效率和经济效益。

然而，在恶劣的工作环境下，这些设备容易受到腐蚀的影响，导致性能下降、寿命缩短，甚至引发事故。

为了保证设备的可靠性和安全性，必须采取有效的腐蚀防治技术来减少腐蚀的发生和进一步损坏。

本文结合实际，对石油钻井机械设备防腐控制的作用于控制技术进行分析。

关键词：石油工程；钻井机械；设备腐蚀；防治技术引言石油钻井机械设备在作业过程中容易受到腐蚀的影响，导致设备性能下降、寿命缩短甚至发生事故。

因此需要结合实际情况，采取有效的防治技术对存在的问题处理，保证机械设备不受到影响。

1石油钻井机械设备防腐控制的作用石油钻井机械设备在恶劣的工作环境中经常接触到腐蚀性物质，如盐水、酸性溶液和高温高压气体等，因此进行防腐控制对于设备的正常运行和寿命的延长至关重要。

首先，防腐控制有效阻止腐蚀物质对机械设备表面的侵蚀。

选择适合的防腐涂层或涂料，在机械设备表面形成一层保护膜，防止腐蚀物质直接接触金属表面，减少腐蚀的发生。

其次，防腐控制减少设备的损耗和损坏。

腐蚀会导致设备表面的金属材料逐渐腐蚀、磨损甚至破裂，从而影响设备的性能和可靠性。

有效的防腐控制，降低设备的维修频率和维修成本，延长设备的使用寿命。

其三，防腐控制还能提高工作安全性。

腐蚀会导致设备的结构强度下降，从而增加事故发生的风险。

对机械设备进行防腐处理，保证设备的结构完整性和稳定性，减少事故的发生，保障工作人员的安全。

2石油钻井机械设备腐蚀因素石油钻井机械设备在工作过程中会面临多种腐蚀因素，这些因素会导致设备的腐蚀和损坏，以下是一些常见的腐蚀因素。

2.1盐水腐蚀石油钻井过程中使用的钻井液中含有盐分，当盐水与机械设备表面接触时，会引起盐水腐蚀，导致设备表面的金属材料受损。

在钻井过程中，钻井液中的盐分成分是一个重要的腐蚀因素。

当钻井液中的盐水与机械设备表面接触时，会引发盐水腐蚀问题。

第五章缓蚀剂第一节引言石油天然气工业是由石油勘探、钻井、开发、开采、油气集输、油气处理、油气储存、运输、石油炼制等环节组成，在生产的每个环节中都存在腐蚀问题。

钻井过程中的腐蚀主要来自于大气、地层产出物和钻井液。

通常是几种因素同时存在。

常见的腐蚀类型见表5-1。

表5-1 钻井过程中金属局部腐蚀类型及特征在采油之前有一个特殊的过程—酸化，它多用盐酸、土酸、氟硼酸及混合酸。

采油过程有三大腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、采出水腐蚀，见表5-2。

表5-2 采油过程中金属腐蚀类型及影响因素在石油炼制过程中导致设备腐蚀的原因有：原油中的杂质、加工过程中的外添加物质、在加工过程中转化的部分物质，见表5-3。

表5-3 石油炼制过程中的腐蚀在石油天然气工业中，引起腐蚀的因素是多种多样的，效应非常复杂，在工业生产中除设备选择性能优良的材料外，主要采取防腐措施有：电化学保护（阴极保护、牺牲阳极保护）、设备表面涂防腐层、添加化学药剂（缓蚀剂、杀菌剂、阻垢剂等）。

下面我们主要介绍缓蚀剂。

第二节缓蚀剂的基本性质一、缓蚀剂的定义缓蚀剂（corrosion inhibitor），又称腐蚀抑制剂，它来自拉丁语inhibere——（抑制）。

关于“缓蚀剂”曾有不少提法，但基本观点无任何差异。

例如：在金属的腐蚀介质中，加入少量可使金属侵蚀率降低的物质。

（布莱斯顿）在对金属的腐蚀减低方面，能起到有效作用的物质，或使金属腐蚀减退的物质。

（菲雷尔）使金属溶解减少的物质。

（海克曼）在金属腐蚀的介质中，加入少量可抑制金属受到的腐蚀，或至少能使其腐蚀速度大幅度延缓的物质（藤井晴一）。

现在我国有共识的缓蚀剂的定义是：一种以适当的浓度和形式存在于环境（介质）中时，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物。

（美国材料与试验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》）合理地选择、使用缓蚀剂，能够有效地防止金属及其合金在环境介质中发生腐蚀。

由于使用缓蚀剂防腐效果好，经济效益高，因此它的应用很广泛。

油井管腐蚀穿孔失效分析摘要：油井井筒腐蚀是指油井井筒内壁被化学物质侵蚀而导致的损坏。

油井井筒是油井的重要组成部分，它是将油井表面与油层地下连接的管道，负责将钻井液、油层水、油气等物质输送到地面，同时也承受着来自地下油层的高压力、高温度等严酷环境，因此，井筒内壁的腐蚀问题是油井开采过程中不可避免的难题。

关键词：油井管；腐蚀；原因分析；防腐措施前言在油田多年的勘探开发过程中，由于历史原因，某些区块的一些地下设备和设施没有得到妥善保护，导致井筒、油管和油杆腐蚀严重。

油田油井发生腐蚀、穿孔和破裂，油田使用的金属设备和设施的腐蚀是由金属材料与周围环境的相互作用引起的。

尤其是对井筒套管的损坏。

影响金属材料腐蚀行为的因素很多，既与金属本身的因素有关，也与腐蚀环境有关。

了解金属材料的腐蚀有助于解决油田生产中的腐蚀问题，阐明影响腐蚀的主要因素，并对其进行分析。

这对油田的防腐工作具有重要意义。

1油井井筒腐蚀的原因分析1.1酸性介质的侵蚀油井开采过程中会产生一些酸性介质，如HCl、HF、H2S等化学物质，这些物质容易对井筒内壁产生腐蚀作用，导致井筒内壁的金属材料受损。

此外，油井开采过程中也会使用酸洗井筒的方法，虽然能够清除井筒内的垢层和沉积物，但也会进一步加剧井筒内壁的腐蚀。

1.2氧化腐蚀油井开采过程中，空气和水分都会进入井筒内，这些物质容易与井筒内壁的金属材料发生氧化反应，形成氧化膜，进而导致井筒内壁的腐蚀。

此外，高温下的氧化反应也会加速井筒内壁的腐蚀。

1.3电化学腐蚀油井井筒内的金属材料容易与地下水和油气形成电化学腐蚀环境，导致井筒内壁的金属材料发生电化学腐蚀。

此外，由于油井井筒内的金属材料具有不同的电位，也会形成电化学腐蚀环境，导致井筒内壁的金属材料受损。

1.4细菌腐蚀油田油井采出液中，含有很多的硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌、硫细菌等菌种，此类菌种长期潜伏在地层水和岩石中，当开采油层产生全新环境，有利于细菌生长时，这些菌种就会快速大量的繁殖。

一、分析 H2S 的危害谈到 H2S 的危害，我们必需先了解 H2S 的特性，由于 H2S 自身特殊的性质，使得它对钻井工作人员及设备造成很大的危害。

下面着重阐述H2S 的特性、H2S 对人体的危害及中毒病症以及 H2S 对设备的腐蚀危害。

(一)H2S 的特性H2S 是一种可燃性气体， H2S 燃点为 260℃，燃烧时为蓝色火焰，并生成危及人眼睛和肺部的二氧化硫；H2S 也是一种极易爆炸的气体，当 H2S在空气中浓度到达 4.3~46%时，形成的混合气体，遇火将产生剧烈的爆炸； H2S 还具有剧烈的腐蚀性，人体吸入 H2S 后，可致人眼、喉、呼吸道发炎； H2S 易溶于水和油， H2S 及其水溶液对金属有剧烈的腐蚀作用，假如溶液中同时含有 CO2 或者 O2，其腐蚀作用更快； H2S 及其水溶液还能加速橡胶、油浸石墨等非金属材料的老化；最重要的是H2S 剧毒性， H2S的毒性比 CO 大 5—6 倍，可与氰化物相比，是一种致命的气体。

它对人体的致死浓度为 500ppm，在正常条件下，对人的安全临界浓度是不能超过30PPm。

(二)H2S 对人体的危害及中毒病症1、H2S 对人体的危害。

H2S 是一种神经毒剂，也是窒息性和刺激性气体。

主要作用于中枢神经系统和呼吸系统，亦可造成心脏等多个器官伤害，对其作用最敏感的部位是脑和粘膜。

H2S 被吸入人体，通过呼吸道，经肺部，由血液运送到人体各个器官。

首先刺激呼吸道，使嗅觉钝化、咳嗽，眼睛被刺痛，严峻时将失明；刺激各个神经系统，导致头晕，丢失平衡，呼吸艰难；心脏加速跳动，严峻时，心脏缺氧死亡。

H2S 进入人体，将与血液中的溶解氧发生化学反响，当H2S 浓度极低时，对人体威逼不大，当浓度较高时，将夺去血液中的氧，使人体器官缺氧中毒，甚至死亡。

2、H2S 中毒时的病症H2S 中毒普通有两种，急性中毒和慢性中毒。

• 第一，急性中毒。

• 吸入高浓度的 H2S 气体味导致气喘，脸色苍白，肌肉痉挛；当H2S 浓度大于 700ppm时，人很快失去知觉，几秒钟后就会窒息，呼吸和心脏停顿工作，假如未准时抢救，会快速死亡。

NACE SP0775-2013油田作业中腐蚀试样的制备、安装、分析和解释标准操作规程（中文翻译版）本NACE国际标准代表了已审查本文件、其范围和条款的个别成员的共识。

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重申201 2-09-05重申2005-04-07修订1999-06-25修订1991修订1987批准1975美国腐蚀工程师协会South Creek路1440号。

钻井故障与井下复杂问题的分析及处理前言在钻井过程中，钻头不断地破碎岩石、新井眼随之生成，新形成的井壁岩石失去了原来的支撑条件，呈现出不稳定状态，如果钻井措施不能适应这些变化，就会造成井下诸多复杂情况和事故。

因此,在钻井施工中正确认识和预防、处理井下事故及复杂情况是至关重要的。

本次毕业设计以此为论文题目对生产中面临相关的钻井故障及井下复杂问题进行细致分析研究，并且结合实际作出相关的预防措施和处理办法，并且在实践中取得相应的效果,为今后的施工和生产积累了宝贵的经验财富。

一、造成井下故障及复杂情况的原因1、地质因素1）异常的地层压力，孔隙压力，破裂压力，坍塌压力，特殊地层的蠕变应力。

2）不稳定的岩性层位：蠕变的盐岩层、膏岩层、沥青层、水软泥岩层、吸水膨胀泥岩层、容易坍塌剥落的泥岩层、煤层、特高渗透岩层、含硫化氢、二氧化碳层。

3）特殊的地质构造：断层，裂缝，溶洞。

2、工程因素1）地质资料的掌握程度；2）工程设计的科学性；3）技术措施的正确性；4）管理、操作人员的素质。

二、处理井下故障及复杂情况的原则1）安全坚持安全第一的原则，根据设备、工具、人员素质确定技术方案和措施，避免事故进一步复杂化。

2）快速决策正确，组织周密，准备充分。

3）灵活详实掌握现场信息，不失有利战机。

4）经济综合考虑技术方案的安全性、可行性、有效性，使事故损失减至最小。

三、卡钻处理通则1、顺利解除事故的必要条件1）力求钻井液循环畅通；2）尽量保持钻柱完整；3）防止钻具连接螺纹扭转过紧；4）建立专业化的队伍。

2、分类按卡钻产生的原因可分粘吸卡钻、坍塌卡钻、砂桥卡钻、缩径卡钻、键槽卡钻、泥包卡钻、干钻卡钻、落物卡钻等各种类型。

（一）、粘吸卡钻1、原因：（1）井壁因吸附、沉积形成滤饼；（2）地层孔隙压力与泥浆柱压力形成的压差。

2、特征：（1）钻柱有处于静止状态的过程；（2）卡点位置在钻柱部分；（3）卡钻前后泥浆循环正常；（4）卡点可随时间增长而上移。