常见腐蚀形态特征及防护对策分析论文

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1、胡尖山采油区常见腐蚀形态特征及防护对策分析李登运（长庆油田第三采油厂胡尖山作业区）摘要：随着胡尖山采油区油井含水不断上升及采出水回注区块不断扩大，油井井筒、地面集输系统、注水系统等腐蚀现象明显加剧，大大缩短了各系统设备的使用寿命，其主要表现为油管穿孔、抽油杆与油管偏磨、集输管线刺漏、法兰腐蚀、配水管线和注水单井管线穿孔等。为了延长井筒及地面工艺系统使用寿命，降低频繁上修、更换费用，本文通过对胡尖山采油区常见腐蚀形态特征的分析，研究其腐蚀机理，旨在采取有针对性的防护措施。关键字：腐蚀硫化氢腐蚀机理防腐HCC阴极保护在石油

2、开采和输送的过程中，腐蚀造成管道和设备破损，导致企业需要投入大量的财力和物力来控制腐蚀。石油开采过程中，各个油田所处的地质构造不尽相同，使得油井采出液中含有不同腐蚀介质，油井采出液经三相分离器、沉降罐处理后得到采出水。采出液和采出水具有较强的腐蚀性，直接影响了原油的生产及安全。针对腐蚀的危害性，我区尝试采取引进一些新的管道防腐技术、加药改变水性、改变集输工艺以及采取阴极保护等手段。1常见腐蚀形态特征分析的意义釆出液含有H2S、CO2、O2等溶解性气体，以及油、悬浮物、无机离子、细菌(硫酸盐还原菌、腐生菌)等，这些腐蚀介

3、质在较低的含量下就可以腐蚀设备。采出液将腐蚀介质带到集输系统，采出水经过自然沉降、混凝、净化等过程，采出水中的硫化物、游离C02、Cl-、矿化度、硫酸盐还原菌等腐蚀介质含量偏高，油田系统受到严重的腐蚀。同时采出水必须要经处理后回注或排放，如果不经处理，土壤、水源很容易被污染。采出水回注中，水中钙镁离子与硫酸根、碳酸根结合，产生沉淀，使得金属表面形成沉积物，导致管道结垢、堵塞等问题。14随着我国对原油需求量的增加，油水井、原油集输管道的数量也日益增加，采出液的量也不断增加。但是管道的腐蚀给采油、原油集输带来了更为严重的影

4、响，同时也给国家造成了巨大的经济损失。管道的腐蚀造成的危害主要有：(1)使设备和管道损坏；(2)停产；(3)跑冒、滴、漏及燃烧、爆炸等事故；(4)环境污染；(5)产品流失；(6)人员伤亡等。就胡尖山作业区而言，每年腐蚀所造成的经济损失就达上千万元。因此，充分认识腐蚀的形成机理与研究相应的防腐蚀技术具有重要的现实意义。2油田常见的腐蚀类型2.1电化学腐蚀当金属和电解质溶液接触时，金属表面是粗糙不均匀的，金属的种类、内应力、表面光洁度都可能会有很大的差别，或者由于金属的不同部位所接触电解液的种类、浓度、温度、流速等存在差别

5、，会在金属表面会出现阴极区和阳极区，阴极和阳极通过金属本身互相闭合而形成腐蚀电池。金属电化学腐蚀就是通过阳极和阴极反应过程进行的。2.2盐类腐蚀Ca2+、Mg2+离子会增大油田采出水的矿化度，使局部腐蚀更为严重。它们也能够沉积在金属表面形成良好的覆盖层，能起到保护金属的作用；但如果覆盖层分布不均匀，覆盖部分与未覆盖部分之间又会形成浓差电池，并将产生点蚀。油田开采时带有少量油田水，经过脱水处理仍有少量水存在于原油中。这些水中含有盐类，主要是氯化钠，还有氯化镁、氯化钙以及少量的硫酸盐。这些氯化物受热水解生成腐蚀性很强的盐酸

6、，使介质中存在大量的Cl-。腐蚀介质中的Cl-能够吸附在保护膜上并与金属表面的阳离子生成氯化物，使金属设备产生点蚀，当介质中含有溶解氧时会加剧点蚀，在金属设备表面造成穿孔。若介质中Cl-的浓度较大，Cl-可直接穿透保护膜，加剧局部腐蚀。Cl-对碳钢和低合金钢的腐蚀最为严重。2.3溶解氧腐蚀氧腐蚀是最常见的腐蚀，只要有空气和水存在就会发生这种腐蚀。在中性及弱碱性油田注水系统中，氧去极化是这类腐蚀的主要原因。电子从阳极流向阴极，使Fe失去电子，油田水中溶解氧获得电子，从而生成Fe(OH)2，Fe(OH)2脱水，被氧化成Fe

7、(OH)3，脱水后即形成铁锈(Fe2O3·xH2O)。如果此反应氧被消耗且Fe(OH)3附在金属表面形成一层膜会抑制腐蚀作用。但是由于油田水中的氧来自大气，空气源确保了腐蚀反应长期持续发生。在酸性条件下，油田注水系统中碳钢的腐蚀过程反应原理如下：8H2O→8OH-+8H+144Fe→4Fe2++8e-8H++e-→8H吸附Fe2++8H2O→Fe(OH)2+8H吸附氧在油气田生产中还常生成氧浓差电池，其中氧浓度高的部分是阴极，浓度低的是阳极。碳钢在水与空气的界面上发生的腐蚀可归因于氧浓差腐蚀。由于在界面处水可从空气中充

8、分得到氧，而水的下层氧的浓度较低且得不到及时补充，因而产生氧的浓度差，形成氧浓差腐蚀。2.4二氧化碳腐蚀二氧化碳作为油田采出液中的伴生气溶于水形成碳酸，使溶液中存在氢离子pH显酸性，发生电化学腐蚀。油气井中的二氧化碳对碳钢的腐蚀主要是局部腐蚀，严重的局部腐蚀经常使设备遭到破坏。油田中含有的Ca2+、Mg2+等金属离子可以在二氧化碳