油田防垢技术.ppt

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1、油田腐蚀与防腐技术2013.5前言在油气田开发过程中，从钻采、开采、集输到油气的水处理、储运等的生产环节中，腐蚀无处不在、无时不有，生产安全、人身安全和环境保护都受到严重的影响，因此腐蚀是制约和影响油气田生产的主要因素之一。克服、防护腐蚀是现在及未来必不缺少的一部分。目录一、腐蚀的概述二、防腐的概述三、防腐的工艺介绍四、防腐的现有技术方案五、现有技术比较一、腐蚀的概述1.1、定义：腐蚀是金属材料在周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。在盐酸液体中浸泡的垢块1.2、石油天然气行生产中的腐蚀石油天然气开采中的腐蚀是油田开发过程中对油水井生产和井筒影

2、响十分严重的现象，因油水井套管腐蚀穿孔造成的油水井报废、各种管线腐蚀穿孔、生产设备因腐蚀而频繁地更换和报废、井下管杆泵等因腐蚀损坏造成作业周期缩短等，均给油田的生产带来巨大的经济损失。石油天然气开采中的腐蚀分为：化学腐蚀、硫化氢腐蚀、二氧化碳腐蚀、氧气腐蚀、大气腐蚀1.3腐蚀的分类1、按环境分为：干腐蚀：包括失泽、高温氧化。湿腐蚀：包括自然环境腐蚀：大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀。工业介质腐蚀：酸、碱、盐溶液中的腐蚀、工业水中的腐蚀、高温高压水中的腐蚀。2、按腐蚀机理分为：a、化学腐蚀：金属表面与非电解质直接发生纯化学作用引起的破坏。

3、纯化学腐蚀的现象极少，主要为金属在无水有机液体中的腐蚀，如金属在卤代烃中的腐蚀、醇中的腐蚀。b、电化学腐蚀：金属表面与离子导电的介质（电解质）发生电化学反应引起的破坏，任何电化学腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应。电化学腐蚀是最常见最普遍的腐蚀，金属在大气、土壤、海水和各种电解质溶液的腐蚀都属于电化学腐蚀。c、物理腐蚀：金属由于单纯物理溶解作用引起的破坏，主要是金属与熔融金属接触引起的溶解或开裂。1.3腐蚀的分类3、按腐蚀形态分为：全面腐蚀或均匀腐蚀局部腐蚀：包括电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀、丝状腐蚀。应力作用

4、下的腐蚀：包括应力腐蚀断裂、氢脆和氢致开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、空泡腐蚀、微振腐蚀。1.4、腐蚀的危害腐蚀损失包括：材料消耗损失、工件性能失效、引发井下事故、引发灾难性事故。二、防腐的概述2.1定义：防腐就是通过采取各种手段，保护容易锈蚀的金属物品的，来达到延长其使用寿命的目的，通常采用物理防腐，化学防腐，电化学防腐等方法。2.2、防止腐蚀技术的分类2.3、防止腐蚀的原理1、正确选用金属材料；选用耐腐蚀材料2、改变环境成分，添加缓蚀剂；缓蚀剂的原理是形成隔离膜对工具或材料进行保护3、采用电化学保护：包括外加电流阴极保护、牺牲阳极保护和阳极保护

5、；采用牺牲阳极的自然电位保护或强制电流阴极保护。4、采用保护性覆盖层或涂层；地面防腐工程中常用的方法，井下用的玻璃衬技术、涂料技术或镍磷电镀、镀铬等。5、改进系统或构件的设计；2.4、防止腐蚀方法分析1、改变金属材料；如选用不锈钢、碳纤维等材料适用于井下工具如抽油泵、封隔器和特殊设备等专用工具，缺点是由于价格性能等原因无法大规模使用。2.4、防止腐蚀方法分析2、添加缓蚀剂：适用于施工过程的防腐保护，如压裂酸化施工、地面管线酸洗除垢、钻井泥浆等，具有较好的缓蚀防腐作用且应用广泛；缺点是使用量大，对腐蚀环境或腐蚀介质量小的环境效果好，对材料和腐蚀介

6、质的选择性强，无法防止结垢和垢下腐蚀，缓蚀剂形成的覆盖膜覆盖不到的部位会成为阳极区加快腐蚀速度。2.4、防止腐蚀方法分析3、电化学保护：广泛应用于港口船舶、埋地管道、城市供水供暖系统、储罐等各个领域，目前在海洋、地面储罐、埋地管道等方面强制电流阴极保护已成为一项成熟的防腐技术，具有经济有效抗蚀能力强的优点；缺点是不适用于化学腐蚀和物理腐蚀，牺牲阳极保护靠自然电位保护其效果没有强制电流阴极保护效果好。油田产出液中的水中含碳酸钙、镁、铁、锶等金属离子，产出液的矿化度高达几万PPM因此在油田开发中液体流动的各个环节，都存在结垢的可能性。油田结垢通常是

7、多种无机盐和油垢的混合物，最常见的垢物成分是CaCO3，占80%以上，其次为NaCL、CaSO4、BaSO4、Fe2O3、Fe（OH）3、部分有机物和及少量泥砂晶核垢的存在，增加了油田开发的难度，增大油田开发的成本，给油田开发带来许多危害。三、结垢的基本概述3.1结垢的基本概述地层液产出过程，从地层到井筒储积、到联合站、水处理站，再经泵站进行水处理注到地下，有以下几个结垢环境。1、井近井地段，炮眼处，沉积结垢。2、井筒内壁结垢。3、井下工具，泵、电泵等采油工具结垢。4、地面集输管线、闸门结垢。5、容器内结垢。6、注水井地面管线结垢。7、注水井井

8、下管柱内壁结垢。8、注水井地层结垢。3.2、油田开发中结垢的环境：油田水结垢大体可分为两种情况：（1）温度、压力、等热力学条件改变，导致水中离子平衡状