一、概(gai)述石(shi)油工業
石油(you)(you)工(gong)業是由石油(you)(you)勘探,鉆井,開發,采(cai)油(you)(you),油(you)(you)氣集(ji)輸,油(you)(you)氣處理,油(you)(you)氣儲存(cun)、運輸、石油(you)(you)煉(lian)制(zhi)等環(huan)節組(zu)成的。由于石油(you)(you)工(gong)業中(zhong)的特(te)殊(shu)環(huan)境(jing),采(cai)用(yong)的材(cai)料幾乎都(dou)是金屬,而且金屬設備在(zai)每(mei)一(yi)個環(huan)節都(dou)存(cun)在(zai)腐蝕現象。
石(shi)油工業中的(de)設備:
油氣井(jing)設備:鉆具、鉆桿、井(jing)筒、套管(guan)和井(jing)口(kou)裝置。
集(ji)輸(shu)設備:輸(shu)油氣管(guan)線(xian)(xian)、回注(zhu)管(guan)線(xian)(xian)、閥(fa)門、壓力容器(qi)和儲罐(guan)。
煉化設備:常減壓裝置、催化裂化裝置、延遲(chi)焦(jiao)化裝置、催化重(zhong)整(zheng)裝置、制氫裝置等。
二、石(shi)油工(gong)業(ye)中的(de)腐蝕現狀與危害
石油產業中的(de)腐蝕(shi)造成的(de)經(jing)濟損(sun)失(shi)越占產值的(de)6%。腐蝕(shi)事件頻繁發生 。
某(mou)油(you)田(小型油(you)田)1993年有400多口(kou)(kou)油(you)井因井下管(guan)柱(zhu)或共(gong)居的腐(fu)(fu)蝕而頻繁停產作業,100多口(kou)(kou)注(zhu)水(shui)井套管(guan)因腐(fu)(fu)蝕穿孔,更換注(zhu)水(shui)井套管(guan)耗費3950萬元。
勝利(li)油(you)(you)田某油(you)(you)區金屬集輸管道均勻腐蝕(shi)速度高達(da)14mm/a,嚴重的(de)不到(dao)半(ban)年就穿孔,造成大(da)量(liang)油(you)(you)水(shui)外泄,大(da)面積污染環境,不到(dao)兩年就被迫全部更(geng)新。
石油(you)(you)工業的腐蝕(shi)還會導(dao)致嚴(yan)(yan)重的環境污染,例如1994年俄羅斯的集(ji)輸管線破裂,原(yuan)油(you)(you)泄漏(lou),導(dao)致嚴(yan)(yan)重的環境污染。
我國有(you)相當(dang)多的油(you)氣(qi)構造(zao)含(han)有(you)CO2 ,如華北油(you)田留路地區伴(ban)生氣(qi)中CO2平均含(han)量(liang)達42%,該區塊自1984年4月開采到(dao)1985年7月,就(jiu)有(you)3口高產井因油(you)管(guan)和套管(guan)受(shou)CO2腐蝕而報廢,直接(jie)經濟損(sun)失上千(qian)萬元。從(cong)穿孔(kong)的形(xing)(xing)(xing)狀看,大(da)部(bu)分呈(cheng)圓(yuan)形(xing)(xing)(xing)或橢圓(yuan)形(xing)(xing)(xing),外(wai)小內(nei)大(da),呈(cheng)八字形(xing)(xing)(xing),說明(ming)油(you)管(guan)的腐蝕是從(cong)管(guan)內(nei)開始的。
三、酸性氣田中(zhong)的鉆(zhan)井系統的腐(fu)蝕
A、腐蝕環境(jing)
腐(fu)蝕的對象:油管、套(tao)管、井下(xia)工具(ju)。 腐(fu)蝕性物質:CO2、H2S和采出水、微(wei)生物。
腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質:腐(fu)蝕(shi)(shi)介(jie)質包含大氣、鉆井液和地層產出。H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要(yao)腐(fu)蝕(shi)(shi)物(wu)質。
B、腐蝕類型:
1. 一般電化學腐(fu)蝕;
2. 由于抽(chou)油桿(gan)、活塞、閥等(deng)是處(chu)于運動狀態,因此遭(zao)受(shou)嚴重的磨損腐(fu)蝕。在含(han)水高又含(han)較高的H2S的油井中,由于腐(fu)蝕疲勞、氫脆、應(ying)力腐(fu)蝕等(deng)原(yuan)因,經常出現抽(chou)油桿(gan)的斷裂;
a. 氧氣(qi)造(zao)成的腐蝕(shi)
氧的(de)腐(fu)(fu)蝕性受氧濃度(du)、溫(wen)度(du)、pH值等因素(su)的(de)制約。單一的(de)氧腐(fu)(fu)蝕是均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕,大氣中的(de)鉆井設備(bei)腐(fu)(fu)蝕就是氧腐(fu)(fu)蝕的(de)典型(xing)代(dai)表。飽和鹽水鉆井液中含溶解氧量少,其腐(fu)(fu)蝕性弱。
b. 硫(liu)化(hua)氫造成的腐蝕(shi),硫(liu)化(hua)氫腐蝕(shi)表現的形(xing)式(shi)有以下幾種:
①. 電化學(xue)腐蝕。
②. 氫(qing)誘發裂紋(HIC)和氫(qing)鼓泡(HB) 。
HIC:金(jin)屬表面空隙中含有過高(gao)的氫,造成金(jin)屬表面出現(xian)裂(lie)紋。
HB:由于金屬中(zhong)過高的(de)氫(qing)內壓使金屬在表面或表面下面形成鼓泡的(de)現象。
③. 硫化物應力開裂(SSCC)。
干硫化(hua)氫無腐蝕(shi)性(xing),硫化(hua)氫濃(nong)度(du)200-400mg/L時腐蝕(shi)速(su)率最(zui)大、氯離子、二氧化(hua)碳等有促進作(zuo)用、酸(suan)性(xing)溶(rong)液中明(ming)顯 。
c. 二氧化碳造成(cheng)的腐蝕
干二氧化碳(tan)(tan)是一(yi)種非腐蝕性氣(qi)體.但是當存在(zai)水(shui)時,水(shui)與二氧化碳(tan)(tan)反應生成(cheng)碳(tan)(tan)酸(suan),引起腐蝕作用。碳(tan)(tan)酸(suan)與鐵(tie)反應生成(cheng)碳(tan)(tan)酸(suan)鐵(tie),管材成(cheng)片(pian)狀脫落,減少管壁厚度。
二氧(yang)化(hua)碳(tan)分壓(ya):0.021MPa以(yi)(yi)下(xia)(xia)腐(fu)蝕(shi)很輕(qing)微,溫度:60℃以(yi)(yi)下(xia)(xia),無保護(hu)性(xing)產物膜生成(cheng),60~110 ℃,易出現局部腐(fu)蝕(shi),150 ℃以(yi)(yi)上,腐(fu)蝕(shi)速率下(xia)(xia)降。 CO2/H2S分壓(ya)比:小于500,硫化(hua)氫(qing)腐(fu)蝕(shi)為主,大于500,二氧(yang)化(hua)碳(tan)腐(fu)蝕(shi)為主 。
四、鉆井液造(zao)成的腐(fu)蝕
降低鉆(zhan)井液的腐蝕性方法主要有: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(zhi)、5. 消除(chu)腐蝕環境
五、集輸(shu)管線的外腐蝕
集(ji)輸站(zhan)外埋地管線、沿線土壤的(de)腐蝕(shi)性及沿線防腐保溫結構(gou)的(de)施工質量差(cha)、老化破損等導致(zhi)管線外腐蝕(shi)。
管線外腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)原因(yin)如(ru)下: 1. 土壤腐(fu)蝕(shi)性;2. 土壤的(de)(de)宏電池腐(fu)蝕(shi);3. 保溫(wen)層破壞;4. 防腐(fu)層質(zhi)量差;5. 細菌。
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