一、概述石油工業 


  石油(you)(you)(you)工業是(shi)由(you)石油(you)(you)(you)勘探(tan),鉆井,開發,采(cai)油(you)(you)(you),油(you)(you)(you)氣(qi)集(ji)輸,油(you)(you)(you)氣(qi)處(chu)理,油(you)(you)(you)氣(qi)儲存(cun)、運輸、石油(you)(you)(you)煉制等環節組(zu)成(cheng)的(de)。由(you)于石油(you)(you)(you)工業中(zhong)的(de)特殊環境(jing),采(cai)用(yong)的(de)材料幾乎都是(shi)金屬(shu),而(er)且金屬(shu)設(she)備在每一個環節都存(cun)在腐蝕現象。 


  石油工業中的設(she)備: 


  油氣井設備:鉆具、鉆桿、井筒、套(tao)管和井口(kou)裝置。  


  集輸設備:輸油氣管(guan)(guan)線、回注管(guan)(guan)線、閥(fa)門(men)、壓力容器和儲罐(guan)。  


  煉化設備:常減壓裝(zhuang)(zhuang)置、催化裂化裝(zhuang)(zhuang)置、延遲焦化裝(zhuang)(zhuang)置、催化重整(zheng)裝(zhuang)(zhuang)置、制氫裝(zhuang)(zhuang)置等。



二(er)、石(shi)油(you)工業中的(de)腐(fu)蝕現狀與(yu)危(wei)害 


  石油產業中的(de)腐(fu)蝕(shi)造(zao)成的(de)經(jing)濟損失越占產值的(de)6%。腐(fu)蝕(shi)事件頻(pin)繁(fan)發生(sheng) 。


  某油(you)田(小型油(you)田)1993年有400多(duo)口油(you)井(jing)因(yin)井(jing)下管柱或共居的腐蝕(shi)而頻繁停產作業,100多(duo)口注(zhu)水井(jing)套管因(yin)腐蝕(shi)穿孔,更換注(zhu)水井(jing)套管耗費3950萬(wan)元。


  勝利油(you)田某油(you)區金屬集輸管道均勻腐蝕速度高達14mm/a,嚴重(zhong)的不到半年就穿孔,造成(cheng)大(da)量油(you)水外(wai)泄,大(da)面(mian)積污染(ran)環境,不到兩年就被迫全部(bu)更新。 


  石油工業的(de)腐蝕還會(hui)導致嚴(yan)重的(de)環(huan)境污染,例如1994年俄(e)羅斯的(de)集(ji)輸管線破裂,原油泄漏,導致嚴(yan)重的(de)環(huan)境污染。 


  我國(guo)有(you)相(xiang)當多(duo)的(de)(de)(de)油(you)氣(qi)構造含有(you)CO2 ,如華北(bei)油(you)田留路地區伴生氣(qi)中CO2平均(jun)含量達(da)42%,該(gai)區塊自1984年4月(yue)開采(cai)到1985年7月(yue),就有(you)3口高產井因油(you)管和套管受CO2腐(fu)蝕而報廢(fei),直接(jie)經濟損失上千萬元。從穿(chuan)孔的(de)(de)(de)形(xing)狀看,大(da)部分(fen)呈圓形(xing)或橢(tuo)圓形(xing),外小內(nei)大(da),呈八字形(xing),說明油(you)管的(de)(de)(de)腐(fu)蝕是從管內(nei)開始的(de)(de)(de)。



三、酸性氣田中的鉆井(jing)系統的腐蝕


   A、腐蝕環境  


   腐蝕(shi)的對象:油(you)管(guan)、套管(guan)、井(jing)下工具(ju)。 腐蝕(shi)性物(wu)質:CO2、H2S和采出水、微生物(wu)。 


   腐(fu)蝕(shi)介(jie)質:腐(fu)蝕(shi)介(jie)質包含大氣、鉆(zhan)井液和(he)地層產出。H2S、CO2、O2、Cl-和(he)水分是主要(yao)腐(fu)蝕(shi)物(wu)質。 


  B、腐(fu)蝕類(lei)型:    


   1. 一般電化學(xue)腐蝕;    


   2. 由(you)于(yu)(yu)抽油(you)桿、活(huo)塞、閥(fa)等是處(chu)于(yu)(yu)運動狀態,因此遭受嚴重的(de)磨損(sun)腐蝕(shi)。在含水高又含較(jiao)高的(de)H2S的(de)油(you)井中(zhong),由(you)于(yu)(yu)腐蝕(shi)疲(pi)勞、氫脆(cui)、應力腐蝕(shi)等原因,經常出現抽油(you)桿的(de)斷(duan)裂(lie); 


    a. 氧氣造(zao)成的腐蝕 


    氧(yang)的(de)腐(fu)蝕(shi)性受氧(yang)濃度、溫度、pH值等因(yin)素的(de)制約。單一的(de)氧(yang)腐(fu)蝕(shi)是均勻腐(fu)蝕(shi),大氣(qi)中的(de)鉆井設備腐(fu)蝕(shi)就是氧(yang)腐(fu)蝕(shi)的(de)典型代(dai)表。飽和鹽(yan)水(shui)鉆井液中含溶解氧(yang)量少,其腐(fu)蝕(shi)性弱(ruo)。


    b. 硫化氫造(zao)成的腐(fu)蝕,硫化氫腐(fu)蝕表現(xian)的形(xing)式(shi)有以下幾(ji)種:


     ①. 電化學腐(fu)蝕(shi)。 


     ②. 氫誘發裂紋(HIC)和氫鼓泡(pao)(HB) 。


        HIC:金(jin)屬表面空隙中含有(you)過高(gao)的氫,造成金(jin)屬表面出(chu)現裂紋。   


        HB:由(you)于金屬中過(guo)高的氫(qing)內壓使金屬在(zai)表面(mian)或表面(mian)下(xia)面(mian)形成鼓泡的現象。 



     ③. 硫化物應力開裂(lie)(SSCC)。


      干硫(liu)化(hua)(hua)氫無腐蝕(shi)性,硫(liu)化(hua)(hua)氫濃度200-400mg/L時腐蝕(shi)速率最大(da)、氯離子(zi)、二氧化(hua)(hua)碳等有促進(jin)作用、酸(suan)性溶(rong)液中(zhong)明顯 。


    c. 二氧化碳造成的腐(fu)蝕 


     干二氧(yang)化碳(tan)(tan)是一種非腐蝕性氣(qi)體.但(dan)是當存(cun)在水時,水與二氧(yang)化碳(tan)(tan)反(fan)應(ying)生成(cheng)(cheng)碳(tan)(tan)酸,引起(qi)腐蝕作用。碳(tan)(tan)酸與鐵反(fan)應(ying)生成(cheng)(cheng)碳(tan)(tan)酸鐵,管(guan)材成(cheng)(cheng)片狀(zhuang)脫落,減少管(guan)壁厚度。


     二氧化碳分壓(ya)(ya):0.021MPa以下(xia)腐(fu)蝕(shi)很輕(qing)微,溫度:60℃以下(xia),無保護性產物(wu)膜生(sheng)成(cheng),60~110 ℃,易出現局部腐(fu)蝕(shi),150 ℃以上,腐(fu)蝕(shi)速(su)率下(xia)降。 CO2/H2S分壓(ya)(ya)比:小于500,硫化氫腐(fu)蝕(shi)為主,大于500,二氧化碳腐(fu)蝕(shi)為主 。



四、鉆井液造成的(de)腐蝕 


    降低鉆(zhan)井液的腐(fu)蝕性方法(fa)主(zhu)要有:1. 添(tian)加(jia)除(chu)氧劑 、2. 添(tian)加(jia)緩蝕劑、3. 添(tian)加(jia)除(chu)硫劑 、4. 提高pH值、5. 消(xiao)除(chu)腐(fu)蝕環境 



五、集(ji)輸管線的外腐蝕


    集輸站(zhan)外(wai)埋地管線、沿線土(tu)壤的腐(fu)蝕性及沿線防(fang)腐(fu)保溫結構的施工質量差、老化破損等(deng)導(dao)致管線外(wai)腐(fu)蝕。


    管(guan)線外腐蝕(shi)的(de)原因如下: 1. 土壤(rang)腐蝕(shi)性;2. 土壤(rang)的(de)宏電池(chi)腐蝕(shi);3. 保溫層破壞;4. 防腐層質量差;5. 細菌。


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