4050307期5注采集输余一刚雅克拉凝析气田油气集输管材及内层涂料选用评价研究

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1、4050307雅克拉凝析气田油气集输管材及内层涂料选用评价研究余一刚(中国石化西北分公司开发处)摘要根据新疆塔北雅克拉凝析气田试采开发现状，分析了天然气中的CO2及C1-离子腐蚀机理，对油气集输常用管材材质和内层防腐涂料进行了评价研究，确定了新据塔北雅克拉凝析气田开发油气集输管材材质、防腐涂料选择。主题词新疆塔北雅克拉凝析气山腐蚀机理油气集输管材内防腐一、开发现状新彌塔北雅克拉凝析气田自1984年沙参2井见高产油气流以来，由于天然气无法处理而一直未大量开发，自沙参2井发现后试采开发近20年来先后只打了十几口井，井平均深度5000

2、多米，井口平均压力为38mPa,井口温度为55C；采用4mm油嘴单井平均产气20X104nm3/d,产油80m3/d,且含水少。由于试采开发阶段对油气集输管材、阀门选型未引起高度重视，先后发生沙参2井、沙7井、沙15井因管材腐蚀而发生严重抡险事故，造成巨大的经济损失。现西气东输管道建成以后，西北油m分公司正准备开发雅克拉凝析气m,为了确保气田油气集输管线经济、长期、安全、稳定生产，对油气集输管材、内层防腐涂料进行评价研究势在必行。由于雅克拉凝析气m单井产气量高,且天然气中含co?及ci~离子高，不含硫化氢，腐蚀机理与h?s不同。

3、因此潘要开展对气m中co?及ci一离子腐蚀评价研究和防范。二、腐蚀机理腐蚀机理简述如下：伴生气中的co?溶解于水牛成碳酸溶液，金属在碳酸溶液中遭受腐蚀：CO2+H2O=H2CO3(1)H2CO3=HCO3"+H+(2)铁在碳酸溶液中发生溶解而腐蚀，溶解反应包括：Fe+2H2O^Fe(OH)2+2H++2e(3)Fe+HCO3~^FeCO3+H++2e(4)Fe(OH)2+HCO3_^FeCO3+H2O+OH'(5)CO?腐蚀过程中形成的FeCCh在钢铁表面沉积，形成一层腐蚀产物膜。不同的区域这一层腐蚀产物膜覆盖度不同，腐蚀产物膜

4、较为薄弱的区域，会形成一些孔洞或裂纹；在高温高压环境屮、管内高速气流的冲刷及C「离子的作用下，使腐蚀反应加剧，引起管材短期服役，造成管壁减薄和穿孔。三、管材选型评价研究1、金属管材选型评价研究1)试验材料选型根据新疆塔北雅克拉凝析气田近20年来试采生产开发和其它类似凝析气田开采经验，分别选取20G、16Mn、45#钢、13Cr四种材料进行试验。2)腐蚀试验参数腐蚀介质按产出水成分配置，其中试验溶液的离子含量和CO?气体含塑见表lo选取六组温度和压力见表2。试验流速为1m/S,试验时间为7天。表1腐蚀介质成分YK1井种类总矿化度(

5、mg/L)pHMg2+(mg/L)Ca2+(mg/L)CF(mg/L)SO42'(mg/L)HC(X(mg/L)CO3厶(mg/L)co2%凝析水1438.115.540229.66722.83102.065地层水183105.511400626.1YK2井凝析水1424.395109.7180.94707.42.52.355地层水13183.0457466.12777.39S45井凝析水1695.265.522.84100.2819.6250.557地层水354331.48622720058.48表2腐蚀试验选用的温度和压力温

6、度(°C)系统压力(MPa)CO?分压(Psi)6533111.7501654.69032109.2751654.61)高温高压模拟试验试验一所釆用的条件为温度50°C、CO?分压54.6PM、流速lm/s、时间7天、介质为YK2地层水,试验结果见表3和图1o20G16Mn45#13Cr表3试验一材料初始重量(g>除腐蚀产物后重(g)失重(Q试样面积(mm2)平均腐蚀速率(mm/a)点蚀速率20G11.873511.72360.1499401.79652.494轻微麻坑16Mn11.334211.18570.1485401.24

7、032.474有轻微点蚀，约3mm/a45#11.556311.39180」645401.90122.736有轻微麻坑13Cr12.961812.95510.0067402.14010.111无明显点蚀3.0002.5002.0001.5001.0000.5000.000图1四种管材料的腐蚀速率试验二所采用的条件为温度9()°C、CO?分压109.2Psi、流速lm/s、时间7天、介质为YK2井Ml层水，试验结果见表4和图2。20G16Nln45#13Cr表4试验二材料初始重量(g)除腐蚀产物后重(g)失重3)试样面积(mm2)

8、平均腐蚀速率(mm/a)点蚀速率20G12.231211.93760.2936401.98764.883点蚀16Mn12.125711.78340.3423401.64725.697点蚀45#11.987211.69110.2961402.01254.924点蚀