一、概述石油工業
石油(you)(you)工業是由(you)石油(you)(you)勘探,鉆井,開(kai)發,采油(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)煉制等環(huan)節組成的。由(you)于(yu)石油(you)(you)工業中的特(te)殊環(huan)境,采用的材料幾乎都是金屬,而且金屬設備在每一(yi)個環(huan)節都存(cun)在腐蝕現象。
石油工業中的設備:
油(you)氣井(jing)(jing)設備(bei):鉆具、鉆桿、井(jing)(jing)筒、套管和井(jing)(jing)口裝置。
集輸設(she)備:輸油氣管線、回注管線、閥門(men)、壓(ya)力容器(qi)和儲(chu)罐。
煉(lian)化(hua)(hua)設備:常減壓裝(zhuang)置、催化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)裝(zhuang)置、延(yan)遲焦化(hua)(hua)裝(zhuang)置、催化(hua)(hua)重(zhong)整裝(zhuang)置、制氫裝(zhuang)置等。
二、石油工業中的腐(fu)蝕現狀與(yu)危害
石油產(chan)業中的腐蝕造(zao)成的經(jing)濟(ji)損失越占產(chan)值的6%。腐蝕事(shi)件(jian)頻繁(fan)發生 。
某(mou)油田(tian)(小(xiao)型油田(tian))1993年有400多(duo)口油井(jing)因(yin)井(jing)下(xia)管柱或共居(ju)的(de)腐蝕而頻繁停產作業,100多(duo)口注(zhu)水井(jing)套(tao)管因(yin)腐蝕穿孔,更換(huan)注(zhu)水井(jing)套(tao)管耗費(fei)3950萬元。
勝利(li)油(you)田某油(you)區金屬(shu)集(ji)輸管道均勻腐(fu)蝕(shi)速度高達14mm/a,嚴重(zhong)的不到(dao)半(ban)年就(jiu)穿孔,造成大量油(you)水外泄,大面積污(wu)染環境(jing),不到(dao)兩年就(jiu)被迫全(quan)部更(geng)新(xin)。
石油工業的(de)腐蝕還會導(dao)致(zhi)嚴(yan)(yan)重的(de)環境污(wu)染,例如1994年俄羅(luo)斯的(de)集(ji)輸管線破裂,原(yuan)油泄(xie)漏,導(dao)致(zhi)嚴(yan)(yan)重的(de)環境污(wu)染。
我國有相當多(duo)的(de)(de)油(you)氣(qi)構造含(han)有CO2 ,如華北油(you)田留(liu)路(lu)地區伴生氣(qi)中CO2平均(jun)含(han)量達(da)42%,該(gai)區塊自(zi)1984年(nian)4月開采到1985年(nian)7月,就有3口高(gao)產井因油(you)管(guan)和套(tao)管(guan)受(shou)CO2腐蝕而(er)報廢,直接(jie)經(jing)濟損失上千萬元。從(cong)穿孔的(de)(de)形狀(zhuang)看,大部分呈圓(yuan)形或橢圓(yuan)形,外(wai)小內大,呈八字形,說明油(you)管(guan)的(de)(de)腐蝕是從(cong)管(guan)內開始的(de)(de)。
三、酸性(xing)氣田中(zhong)的(de)鉆井系(xi)統(tong)的(de)腐蝕(shi)
A、腐蝕環境
腐蝕的對象:油管、套管、井(jing)下工具。 腐蝕性物質:CO2、H2S和采出水、微生物。
腐(fu)蝕介質:腐(fu)蝕介質包(bao)含(han)大(da)氣、鉆井(jing)液和(he)地層產(chan)出。H2S、CO2、O2、Cl-和(he)水分是(shi)主要腐(fu)蝕物質。
B、腐(fu)蝕類型:
1. 一般電化學腐蝕(shi);
2. 由于抽油(you)桿(gan)、活塞、閥等是處于運動狀態(tai),因此(ci)遭受嚴重的磨(mo)損腐蝕。在含(han)水高又含(han)較高的H2S的油(you)井中(zhong),由于腐蝕疲勞、氫脆、應力腐蝕等原因,經常出(chu)現抽油(you)桿(gan)的斷裂;
a. 氧氣造成的腐蝕
氧的腐(fu)(fu)蝕(shi)性受(shou)氧濃度、溫度、pH值等因素的制約。單(dan)一的氧腐(fu)(fu)蝕(shi)是均勻腐(fu)(fu)蝕(shi),大氣中(zhong)的鉆井(jing)設備腐(fu)(fu)蝕(shi)就是氧腐(fu)(fu)蝕(shi)的典型代表。飽(bao)和鹽水鉆井(jing)液中(zhong)含溶解氧量少(shao),其腐(fu)(fu)蝕(shi)性弱。
b. 硫化(hua)氫(qing)造成的腐蝕,硫化(hua)氫(qing)腐蝕表現(xian)的形式有以下幾(ji)種(zhong):
①. 電化學腐蝕。
②. 氫誘發裂紋(wen)(HIC)和氫鼓泡(pao)(HB) 。
HIC:金(jin)屬(shu)表面(mian)空(kong)隙中(zhong)含有過高的氫,造成金(jin)屬(shu)表面(mian)出現(xian)裂紋(wen)。
HB:由于金屬中(zhong)過高的(de)氫內壓使(shi)金屬在(zai)表(biao)面或(huo)表(biao)面下面形成鼓泡的(de)現象(xiang)。
③. 硫化物應力開裂(lie)(SSCC)。
干(gan)硫化氫無腐(fu)蝕性,硫化氫濃度200-400mg/L時腐(fu)蝕速(su)率最大、氯離子、二氧(yang)化碳等有(you)促進作(zuo)用、酸(suan)性溶液(ye)中明顯 。
c. 二氧化碳(tan)造成的腐蝕
干二氧(yang)化碳是(shi)一種非腐蝕(shi)(shi)性氣(qi)體(ti).但是(shi)當(dang)存(cun)在水(shui)時,水(shui)與(yu)二氧(yang)化碳反(fan)應(ying)生(sheng)成碳酸(suan),引起腐蝕(shi)(shi)作(zuo)用。碳酸(suan)與(yu)鐵(tie)反(fan)應(ying)生(sheng)成碳酸(suan)鐵(tie),管(guan)材成片狀(zhuang)脫(tuo)落,減少管(guan)壁厚度。
二(er)氧化碳分(fen)壓(ya):0.021MPa以(yi)下(xia)腐(fu)蝕很輕(qing)微,溫度:60℃以(yi)下(xia),無保護(hu)性產(chan)物膜生(sheng)成,60~110 ℃,易出現局部腐(fu)蝕,150 ℃以(yi)上,腐(fu)蝕速率下(xia)降。 CO2/H2S分(fen)壓(ya)比:小于(yu)500,硫化氫腐(fu)蝕為主,大于(yu)500,二(er)氧化碳腐(fu)蝕為主 。
四、鉆井液造成的腐蝕
降低鉆井液(ye)的腐蝕性(xing)方法主(zhu)要有:1. 添加除氧劑(ji) 、2. 添加緩(huan)蝕劑(ji)、3. 添加除硫劑(ji) 、4. 提高(gao)pH值、5. 消除腐蝕環(huan)境
五、集輸(shu)管線(xian)的外腐蝕
集輸(shu)站外埋地管(guan)線(xian)(xian)、沿線(xian)(xian)土壤的(de)腐蝕性及沿線(xian)(xian)防腐保(bao)溫結構的(de)施(shi)工質量(liang)差(cha)、老化破(po)損等導致(zhi)管(guan)線(xian)(xian)外腐蝕。
管線外(wai)腐(fu)蝕的(de)原因如下: 1. 土(tu)壤(rang)腐(fu)蝕性;2. 土(tu)壤(rang)的(de)宏電池腐(fu)蝕;3. 保溫層破壞;4. 防腐(fu)層質量差;5. 細(xi)菌(jun)。
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