油气井二氧化碳腐蚀及其缓蚀研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com腐防护油气井二氧化碳腐蚀及其缓蚀研究平云峰’谭彭彭’曹成章杨光(1．吉林油田公司井下作业工程公司吉林松原138000)(2．中国石油大学(华东)石油工程学院山东东营257061)【摘要】随着含二氧化碳油气田的开发及注二氧化碳提高采收率技术的应用，二氧化碳腐蚀问题变得越来越突出本文分析了温度、二氧化碳分压、pH值及流速对油气井二氧化碳腐蚀的影响，阐述了油气井二氧化碳腐蚀的防护措施，重点介绍了添加缓蚀剂的防腐蚀方法，评价了FHH一()2、956和BUCT三种缓蚀剂的缓蚀效果。【关键词】CO，腐蚀腐蚀速率电化学法缓

2、蚀剂二氧化碳溶于水后对部分金1二氧化碳腐蚀影响因素的FeCO膜，此时材料表面光滑，腐属材料有极强的腐蚀性，由此蚀为均匀腐蚀。而引起的材料破坏统称为C01．1温度的影响腐蚀⋯。二氧化碳腐蚀也叫“甜研究结果表明，温度是影响1。2二氧化碳分压的影响蚀”，在相同pH值条件下，CO，水CO，腐蚀的重要因素，而且温度对CO，分~(PCO，)是衡量CO，腐溶液的腐蚀性比盐酸还强。随着腐蚀速率的影响较为复杂，在一蚀性的一个重要参数，许多学者深层含二氧化碳油气的开发以定的温度范同『人】，碳钢在二氧化认为，CO，分爪是控制腐蚀的主要及在i次采油中回注CO，强化采碳

3、水溶液中的腐蚀速度随温度的因素之一。Corn和Marsh对此作了油T艺(EOR)的广泛应用，二氧升高而增大，当碳钢表面形成致估计，结果为：当CO，分压低于0．化碳腐蚀『nJ题始终困扰着油气T密的腐蚀产物膜时，碳钢的溶解021MPa时，腐蚀可以忽略；当、的发展l。度随温度的升高而降低，前者加C02分压为0．021MPa～0．2lMPa因此，对油山二氧化碳腐蚀剧腐蚀，后者则有利于保护膜的时，腐蚀有可能发生；当C02分压『ⅡJ题进行深入细致的缓蚀研究，形成以减缓腐蚀。腐蚀产物碳酸大于0．21MPa时，通常表示将发生以便采取有效的措施减少腐蚀亚铁(Fe

4、C0)溶解度具有负的温度腐蚀。造成的损失，提高油Ⅲ的经济系数，溶解度随温度的升高而降对于碳钢、低合金铡的裸钢，效益，都是当前亟待解决的『bJ低，即反常溶解现象。Ikeda等人II最早的腐蚀速率可用DeWarrd和颥、的研究结果表明较低温度下，在Milliansr的经验公式f此式适用的碳钢表面生成少量松软且不致密条件为温度低于60~C，CO，分小于0．2MPa)计算：lgv=0．671gP(co+C()1)~式中——f莴蚀速率，mm／a；『1，1——c0，分压，MPa；平云峰(1974一)1997年毕业于大庆石油学院油藏工程专业，工C一一温度校正

5、系数。程师，长期从事二氧化碳增油机理研究和现场应用工作。此公式最初是在大气环境中，62『石油和化工设备。。。．。学兔兔www.xuetutu.com将试件置于搅拌溶液里，以实验当温度大于1()0℃时，pH值将需要有稳定可靠的不间断电源。室得到的腐蚀数据为基础建立起随C和C的变化而变化。来的，重点考察一TCO，浓度对腐蚀2．3采用表面涂层保护速率的影响而没有考虑其它的影1．4流速的影响通过相应的T艺处理，在金响因素，所以有一定的局限性。实际经验和实验室研究表明，属的表面形成一层具有抑制腐蚀流速对钢的腐蚀有较大的影响。的覆盖层，可商接将金属与腐蚀1

6、．3pH值的影响腐蚀速率随流速增加有惊人的增介质分离开来。K．VidemI1等人向正在进行试大，并导致严重的局部腐蚀。实际验的溶液中加入NaHCO，使溶液上，流动的气体或液体将对管道2．4使用缓蚀剂的pH值升高，观察到腐蚀速率迅内壁构成强烈的冲刷，除了使管缓蚀剂(Inhibitor，又称为腐蚀速发生变化。在温度为70~C、铁离道承受一定的冲刷力、促进腐蚀抑制剂)是一种用于腐蚀环境中子浓度很低(1～2mg／L)时，加入反应的物质交换外，还将抑制致抑制金属腐蚀的添加剂。对于一12mmol／L碳酸氢钠，随着pH值南密保护膜的形成，影响缓蚀剂作定的金属

7、／腐蚀介质体系，只要4．1升高到6．2腐蚀速率几乎降低了用的发挥，尤其是在材料内壁已在腐蚀介质中加入少量的缓蚀剂，一倍。不光滑的条件下，局部的流速可就能有效的降低该种金属的腐蚀MishraBI等在研究溶液中含能远远高于整体流速，而且还可速率。CO，管线的腐蚀速率时，得到了腐能出现紊流，因此必然会对腐蚀按作用机理，缓蚀剂可分成蚀速率与pH值及pH值与CO，分速率有一定的影响。类一。的关系，如公式2和公式3所示。流速对腐蚀的影响主要是由(1)氧化膜型缓蚀剂logh；=一1．3pH+B(2)于流体流动对腐蚀介质传质效果氧化膜型缓蚀剂本身是氧化pHAI

8、：=一0．5looP,_Il-+0．00417T+的影响及对腐蚀产物膜在金属表剂或以介质中的溶解氧作氧化剂3．71(3)面附着的影响所致。国外一些专使