第三章酸性油气田的腐蚀与防护2016
- 格式:ppt
- 大小:24.23 MB
- 文档页数:78
油井的腐蚀原因与防护措施研究摘要:随着油田的持续开发,油井综合含水逐年上升,目前采油厂处于高含水开发生产阶段,综合含水达到94.3%。
由于后期含水上升,同时受高矿化度、管杆材质等综合因素影响,油井腐蚀现象日趋严重。
油井腐蚀是指井下金属设备与产出液直接接触形成腐蚀电池而产生的腐蚀现象,能够造成管漏、杆断、泵漏而躺井。
随着油管配套的完善,井筒腐蚀问题逐步向抽油杆与抽油泵上转移,其中腐蚀杆断的井数和比例都逐年升高。
油井腐蚀现象是多因素交互作用下的结果,因此,对其形成的原因、腐蚀的程度及防腐的措施进行全方位的把控相当困难。
因此加强油井的腐蚀原因与防护措施研究至关重要。
关键词:油井;腐蚀;机理分析;防腐措施1油井腐蚀研究现状腐蚀是材料与环境反应引起的材料破坏与变质,它存在于各行各业,引起经济损失也是引人注目的。
腐蚀是造成石油工业中金属设备的主要原因之一,它加剧了设备及管道的损坏和人员伤亡,造成了石油生产中停工、停产和跑、冒、滴、漏等事故;并且污染环境,损害人民健康;导致产品流失,增加了石油产品的成本,有的已影响正常的石油生产。
我国很早便开始着手对油气田井下油管的腐蚀展开研究,主要包括腐蚀的环境、影响因素及防腐措施等几个方面。
王明辉等人通过室内实验,针对某油井中的套管在H2S与CO2共存条件下的腐蚀情况开展了研究,精确评估了管材的使用寿命。
贺海军等人结合灰色关联法,对油井套管开展了防腐模拟评价室内实验,通过定量分析管材的安全服役寿命对其进行了优选。
赵健等人提出了深层油井管材阴极保护计算公式,通过计算和推导得出,在一定的误差范围内,这种计算方法能够为深层油井管材保护提供可靠的数据,具有一定的实用性和可靠性。
当前,我国对不同储层物性油田的腐蚀问题进行了大量的研究,在防腐技术方面已相当成熟,当然,这只是油井防腐万里长征的第一步,要想真正意义上把油井防腐工作搞扎实,必须对其腐蚀的影响因素、腐蚀环境、形成原因及腐蚀监控等相关工艺技术进行更深人的分析和研究。
油气田CO2腐蚀及防控技术摘要:在油气田开发中,大力开展二氧化碳驱油技术以提高采收率,该技术不仅适合于常规油藏,尤其对低渗及特低渗油藏,有明显驱油效果。
目前大港油田已规模实施二氧化碳吞吐,取得了显著成效,但CO2导致严重腐蚀问题,研究腐蚀机理及防控技术尤其重要,以形成一套完整有效的防腐技术。
关键词:CO2;腐蚀机理;影响因素;防控技术随着油田二氧化碳吞吐技术的规模实施,腐蚀问题越来越严重,在吞吐和开井生产过程中采取相应的防控措施至关重要。
CO2腐蚀防治是一项系统工程,需要先研究其腐蚀机理及腐蚀情况,采用多种防腐技术,以起到对油杆、油管、泵以及地面集输系统的有效保护。
目前大港油田研究形成了以化学防腐技术为主、电化学保护和材料防腐为辅的防控技术,可实现井筒杆管、套管、地面管线设备的全流程防护。
1CO2腐蚀机理CO2腐蚀机理可以简单理解为CO2溶于水后生成碳酸后引起的电化学腐蚀。
由于水中的H+量增多,就会产生氢去极化腐蚀,从腐蚀电化学的观点看,就是含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀[[1]]。
腐蚀机理主要分为阳极和阴极反应两种。
在阴极处,CO2溶于水形成碳酸,释放出H+,它极易夺取电子还原,可促进阳极铁溶解而导致腐蚀。
阳极反应:Fe → Fe2+ + 2e-阴极反应: H2CO3→ H+ + HCO3-2H+ + 2e → H2↑碳酸比相同pH值下的可完全电离的酸腐蚀性更强,在腐蚀过程中,可形成全面腐蚀和局部腐蚀。
全面研究二氧化碳的腐蚀机理十分关键,2CO2腐蚀影响因素二氧化碳对金属材料的腐蚀受多种因素影响,有材质因素、压力、温度、流速、pH、介质中水和气体、有机酸、共存离子、细菌腐蚀等,本文主要介绍三种重要因素。
2.1 二氧化碳压力碳钢等金属的腐蚀速度随二氧化碳分压压力增大而加大,溶于水介质中CO2的含量增大,酸性增强,H+的还原反应就会加速,腐蚀性加大。
通过高温高压动态腐蚀评价来验证压力的影响,选取二氧化碳不同压力作为试验条件,对采出液在不同压力下评价腐蚀性。
油气田开发中的腐蚀及防护技术摘要:油气田是重要的能源资源,而腐蚀是影响油气田开发的重要因素之一。
本文主要介绍了油气田开发中的腐蚀及防护技术,包括腐蚀的类型、腐蚀的危害以及防腐技术的发展和应用。
同时,本文还探讨了目前油气田开发中存在的腐蚀防护技术的问题和挑战,以及未来的发展方向和趋势。
关键词:油气田;开发技术;防腐蚀;防护技术前言:腐蚀是油气田开发过程中一个普遍存在的问题,对于油气生产设备的损坏和磨损会带来不良影响,导致生产效率的降低、安全隐患的增加以及生产成本的增加等。
因此,对于腐蚀的预防和控制是油气田开发过程中至关重要的一环。
本文将重点介绍油气田开发中的腐蚀及防护技术,旨在为油气田开发工作提供指导和借鉴。
一、油气田开发中的腐蚀问题(一)腐蚀的类型及危害在油气田开发过程中,常见的腐蚀类型包括化学腐蚀、电化学腐蚀和微生物腐蚀等。
这些腐蚀类型都会对油气生产设备的材料造成不同程度的损害和磨损,从而影响生产效率和安全性。
例如,化学腐蚀会导致设备表面的金属材料逐渐腐蚀、破损,降低其强度和韧性;电化学腐蚀则会引起电流在设备表面流动,形成电池腐蚀,加速金属材料的腐蚀速度;微生物腐蚀则是由微生物产生的酸、氧化剂等物质引起的金属材料腐蚀[1]。
这些腐蚀问题对油气田的开发和生产都带来了诸多的危害,如设备寿命缩短、设备维修费用增加、生产效率降低以及安全风险增大等,因此腐蚀防护技术的研究和应用至关重要。
(二)腐蚀对油气田开发的影响腐蚀是油气田开发中常见的问题,对设备和管道等关键设施的腐蚀和磨损,会直接影响到油气开采的效率和安全性。
腐蚀引起的管道、设备破损和泄漏,不仅会造成资产损失,还会对环境和人员的安全造成威胁。
同时,腐蚀会降低油气开采的效率,增加生产成本,因为需要花费更多的时间和资源来维修和更换受损的设备。
此外,腐蚀还会导致开采设备的寿命缩短,给油气田的开发带来不可忽视的负面影响。
因此,对腐蚀问题的解决和防护技术的研究,是保障油气田开发安全、高效的重要保证。
you田领域的腐蚀与防护一微生物腐蚀机理微生物腐蚀是因为微生物代谢产物与金属离子相互作用发生化学反应而产生的一种腐蚀现象。
研究者普遍认为MIC不是由于单个有机体造成的,而是不同微生物菌落通过复杂的化学反应形成的。
相对于发生在金属表面的均匀腐蚀,MIC是一个局部化的腐蚀,通常先形成一个小的结节,然后会在结节下形成坑下腐蚀,结节内不同微生物会形成不同的生物膜,产生不同的化学反应,石you行业一般将硫酸盐还原菌(SRB)作为形成MIC的罪魁祸首。
微生物种类具有多样性,所产生的腐蚀机理也不尽相同,主要有以下3类:①菌落呼吸、发酵作用形成氧浓差电池;②产酸菌代谢产生的酸性物质引起的腐蚀;③生物矿化作用。
二微生物中细菌广泛存在于you田水系统中的微生物有硫酸盐还原菌(SRB)、铁细菌(IB)、腐生菌(TGB)、硫细菌、酵母菌、霉菌、藻类、原生动物等。
其中SRB、IB和TGB是主要的MEOR有害菌,它们通过微生物诱导腐蚀作用(MIC),腐蚀并阻塞金属材质的钻采设备和注水管线,降低you气质量的同时损害you层,并显著降低设备的效能和寿命,为原you加工带来一定的经济损失和困难。
(一)硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌是兼性厌氧的卵圆形或短棒状单细胞微生物,革兰氏染色呈阳性,单极生鞭毛,硫酸盐还原菌可将硫酸盐,亚硫酸盐,硫代硫酸盐和亚硫酸盐硫,连二硫酸盐还原成硫化氢或氧化铁沉积。
SRB 广泛存在于污水处理系统、地下you水井、土壤中埋设管线的部位。
硫酸盐还原菌中脱硫弧菌属危害较大,可以利用乙醇或某些脂肪酸作为碳源和能源。
SRB是兼性厌氧菌,但SRB对氧还是极其敏感的。
在you 田中最适宜的生在温度范围为20~40℃。
SRB的pH值范围在5.5~9.0之间,最适宜的pH值范围为7.0~7.5,硫酸盐转化率最高达94.3%。
SRB可引起碳钢、不锈钢、铜合金的腐蚀。
(二)铁细菌铁细菌是一种好气异养菌,细胞形态多样,呈螺旋杆状、球状、杆状或椭圆状,其适宜的pH值为6~8,最适宜的温度为22~25℃。
海上油气田的腐蚀与防护【摘要】由于海上油气田作业平台所处环境恶劣,平台设施发生腐蚀的可能性大大增加,而海上工程投资昂贵,并且要求有较长的使用年限,同时需要尽可能减少维修的可能,因此海上平台的腐蚀防护问题就成为确保平台安全可靠长期运行的重要关键。
本文通过介绍了海洋环境对海上油气田设施的腐蚀情况,切实可行的提出了海洋环境中海上石油平台的腐蚀防护对策,以保证海上油气田设施的使用安全性及可靠性。
【关键词】海上油气田腐蚀防护<b> 1 海上石油平台的腐蚀环境</b>开发海洋石油,主要是战胜海洋环境所造成的困难,海洋环境与内陆环境有着显著的不同,其对钢铁的腐蚀是内陆的4—5倍,主要原因有:(1)海上石油作业平台所在的海域一般都在距离港口较偏远的地方,那里没有防风浪设施对其进行保护,除此之外,各种潮流、地震和大块的浮冰也会对平台产生破坏。
各种因素的综合作用使得平台潮差区腐蚀加剧,结构物上所承受的巨大冲击也导致应力腐蚀和腐蚀疲劳破坏的产生。
(2)海上石油平台具有复杂的结构,平台处在潮湿的大气和海水的共同作用下,会出现腐蚀现象,同时由于海水飞溅、潮汐、海泥等的作用,特别是海水飞溅所造成的腐蚀及保护问题已经引发越来越多的关注了。
(3)海上石油平台是由焊接而成的管桩式结构支撑着,但是由于焊接结点的特殊性,其容易产生腐蚀现象,因而对焊接结点的维护就显得更加重要。
(4)海上石油平台大多是固定的,不能像船舶那样可以定期进港维护,海上石油平台寿命一般为20—30年,这就需要保护系统的寿命与之相适应。
防腐蚀的措施要能保持如此之久,在实际应用上会有难度。
<b> 2 海上石油平台的腐蚀特点</b>2.1 平台腐蚀分区通过开展的许多研究,人们对海洋环境中的腐蚀特征已经有相当的了解了。
根据环境介质的差异,飞溅区、潮差区、海洋大气区、全浸区和海泥区等构成了海洋腐蚀环境。
2.1.1 飞溅区飞溅区也称为浪花飞溅区,位于高潮位之上,因此常受海浪溅泼而得名。
化工大气的腐蚀与防护化工大气中的腐蚀问题是化工行业中一个非常重要的议题。
大气腐蚀不仅对设备和设施造成损害,还可能对人员安全带来潜在威胁。
因此,了解大气腐蚀的性质以及采取相应的防护措施至关重要。
本文将深入探讨化工大气的腐蚀机理、影响因素以及常见的防护方法。
首先,我们需要了解大气腐蚀的机理。
化工大气中的腐蚀主要是由于大气中存在的腐蚀性物质与金属表面发生反应导致的。
这些腐蚀性物质包括湿度、酸雾、氧气、氨气以及其他腐蚀性气体等。
当这些物质与金属表面接触,会引发化学反应,从而导致金属表面的腐蚀。
影响化工大气腐蚀的因素有很多。
首先是大气中的湿度。
湿度高会使得金属表面不断处于潮湿状态,进一步加速了腐蚀的发生。
其次,大气中的酸性物质也是重要的因素。
酸雾的蒸发会使金属表面形成腐蚀性的酸露,并导致腐蚀的发生。
此外,氧气也是造成腐蚀的重要因素,氧气会促进氧化反应,进而使金属表面发生腐蚀。
此外,氨气等其他腐蚀性气体也可能加速腐蚀的发生。
在防护方面,我们可以采取多种措施来减轻化工大气腐蚀。
首先是选择合适的材料。
可以选择一些耐腐蚀的金属材料,如不锈钢、镍、铬等,以及一些具有耐蚀性的非金属材料,如塑料、橡胶等,来替代易腐蚀的金属材料。
其次是通过涂层来保护金属表面。
一些特殊的涂层材料,如有机涂层、陶瓷涂层等,可以阻隔大气中的腐蚀性物质与金属表面的接触,起到保护作用。
此外,定期进行表面处理和维护也是必要的。
通过清洁和维护金属表面,可以减少腐蚀的发生。
另外,可以采取控制大气环境的方法来降低腐蚀的程度。
例如,可以通过控制湿度和温度来减少金属表面的潮湿程度。
此外,可以通过净化大气中的腐蚀性物质来降低其浓度,从而减轻腐蚀的发生。
总之,了解化工大气腐蚀的机理和影响因素,采取相应的防护措施可以有效减轻腐蚀对设备和设施的损害,提高工作环境的安全性。
在化工行业中,腐蚀问题需要引起足够的重视,并积极采取措施来进行预防和控制。
化工大气的腐蚀与防护(二)化工行业是一个涉及到众多化学物质和腐蚀性气体的领域。
油井的腐蚀和防护李焰(中国科学院海洋研究所)唐晓(中国石油大学(华东))报告大纲一、腐蚀的类型二、腐蚀的机理三、腐蚀的影响因素四、腐蚀控制措施五、热点问题和发展方向报告大纲一、腐蚀的类型二、腐蚀的机理三、腐蚀的影响因素四、腐蚀控制措施五、热点问题和发展方向油井设备和构件的失效形式分为三大类:磨损腐蚀断裂介质特点为高温、高压、高含水量、高矿化度、高Cl-离子含量腐蚀类型为CO-H2S-O2-H2O腐蚀2腐蚀形式分为均匀腐蚀和局部腐蚀两大类,局部腐蚀形态有孔蚀、台地腐蚀、氢脆型应力腐蚀开裂、腐蚀疲劳报告大纲一、腐蚀的类型二、腐蚀的机理三、腐蚀的影响因素四、腐蚀控制措施五、热点问题和发展方向2.1 二氧化碳腐蚀机理CO2腐蚀是由于CO2气体溶于水生成碳酸而引起电化学反应导致石油管材发生腐蚀.在相同pH值下,由于CO2的总酸度比盐酸高,因此它对钢铁的腐蚀比盐酸严重。
阳极过程:铁不断溶解导致了均匀腐蚀或局部腐蚀,表现为金属设备壁厚因腐蚀逐渐变薄或点蚀穿孔局部腐蚀破坏;阳极反应Fe -2e-➝Fe2+阴极过程:二氧化碳溶解于水中形成碳酸,释放出氢离子.氢离子是强去极化剂,极易夺取电子还原,促进阳极铁溶解而导致腐蚀,同时氢原子进入钢中,导致金属构件的开裂。
第一种机理氢从氢离子的电化学反应式中析出H++ e-➝H ad + H2O第二种机理二氧化碳在金属界面上水合为碳酸,吸附的碳酸可以直接还原CO2,sol ➝CO2,adCO2,ad+ H2O ➝H2CO3,adH2CO3,ad+ e-➝Had+ HCO3,ad-HCO3,ad-+ H+➝H2CO3,ad + H2O在实际过程中,随着二氧化碳腐蚀的进行,金属表面将被腐蚀产物膜所覆盖:3Fe + 4H2O ⇔Fe3O4+ 8H++ 8e-Fe+ H2CO3⇔FeCO3 + 2H++ 2e-腐蚀产物膜一旦形成,腐蚀行为将与之有密切关系,腐蚀速度将受膜的结构、厚度、稳定性及渗透性等因素控制在油气开采中的3种主要腐蚀介质CO2,02和H2S中,H2S在水中的溶解度最高.H2S一旦溶于水,便立即电离,使水具有酸性,从而对金属管材产生腐蚀破坏作用。