一、概述石油(you)工業 


  石(shi)油工業是由石(shi)油勘探,鉆井,開發,采油,油氣集輸,油氣處(chu)理,油氣儲存、運(yun)輸、石(shi)油煉制等(deng)環(huan)(huan)節組成的(de)。由于(yu)石(shi)油工業中的(de)特殊環(huan)(huan)境,采用(yong)的(de)材料幾(ji)乎都(dou)是金屬,而且(qie)金屬設備在(zai)每一(yi)個環(huan)(huan)節都(dou)存在(zai)腐蝕現象。 


  石油工業中的設(she)備(bei): 


  油氣井設(she)備(bei):鉆具、鉆桿、井筒(tong)、套管和井口裝置。  


  集輸(shu)設備(bei):輸(shu)油氣管(guan)線、回注管(guan)線、閥門、壓力容(rong)器和(he)儲罐。  


  煉化(hua)(hua)設備(bei):常減(jian)壓裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、延遲焦化(hua)(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)(hua)重(zhong)整裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、制氫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)等。



二、石(shi)油工業中(zhong)的腐蝕現狀與(yu)危害(hai) 


  石油產業(ye)中的(de)腐蝕(shi)造(zao)成的(de)經濟損失越占產值的(de)6%。腐蝕(shi)事件頻繁發生 。


  某油(you)田(tian)(tian)(小型油(you)田(tian)(tian))1993年有400多口(kou)油(you)井因井下管柱或共(gong)居的腐蝕(shi)(shi)而頻繁停產作業(ye),100多口(kou)注(zhu)水(shui)(shui)井套管因腐蝕(shi)(shi)穿孔,更(geng)換注(zhu)水(shui)(shui)井套管耗費3950萬(wan)元。


  勝利(li)油田(tian)某(mou)油區金屬集(ji)輸管道均勻腐(fu)蝕速度高達(da)14mm/a,嚴重的不到半年(nian)就(jiu)穿孔,造成大量油水外泄,大面積污染(ran)環境,不到兩年(nian)就(jiu)被迫全部更新。 


  石油工業的(de)腐(fu)蝕還會導致(zhi)嚴重的(de)環(huan)境污染,例如1994年俄羅斯(si)的(de)集(ji)輸管線(xian)破(po)裂(lie),原油泄(xie)漏(lou),導致(zhi)嚴重的(de)環(huan)境污染。 


  我國有相當多的油(you)氣構造含(han)有CO2 ,如華北(bei)油(you)田留路地區伴生氣中CO2平(ping)均含(han)量達42%,該區塊(kuai)自1984年4月(yue)開(kai)采到1985年7月(yue),就有3口高產井因(yin)油(you)管(guan)和套管(guan)受CO2腐蝕而報(bao)廢,直接經(jing)濟損(sun)失(shi)上千萬(wan)元。從穿(chuan)孔的形(xing)狀看,大部(bu)分呈圓形(xing)或橢(tuo)圓形(xing),外小內大,呈八字形(xing),說明油(you)管(guan)的腐蝕是從管(guan)內開(kai)始的。



三(san)、酸性氣田中(zhong)的鉆井系統的腐蝕


   A、腐蝕環境  


   腐蝕的對象:油管、套管、井(jing)下工具。 腐蝕性物(wu)(wu)質:CO2、H2S和(he)采(cai)出(chu)水、微生物(wu)(wu)。 


   腐蝕(shi)介質:腐蝕(shi)介質包含大氣、鉆井液(ye)和(he)地層產出。H2S、CO2、O2、Cl-和(he)水(shui)分是主要腐蝕(shi)物質。 


  B、腐(fu)蝕類型:    


   1. 一(yi)般電化學腐蝕;    


   2. 由于抽油(you)桿(gan)(gan)、活塞、閥(fa)等是處于運動狀態,因(yin)此遭受嚴重的(de)磨損腐蝕(shi)。在含水高又(you)含較高的(de)H2S的(de)油(you)井(jing)中,由于腐蝕(shi)疲勞、氫脆(cui)、應力腐蝕(shi)等原因(yin),經(jing)常(chang)出現抽油(you)桿(gan)(gan)的(de)斷裂; 


    a. 氧氣造(zao)成的腐蝕 


    氧的(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)受氧濃度(du)、溫度(du)、pH值等因素的(de)(de)(de)制約。單一的(de)(de)(de)氧腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)是均(jun)勻腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi),大氣中(zhong)的(de)(de)(de)鉆井設備腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)就是氧腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)的(de)(de)(de)典型代(dai)表。飽(bao)和鹽水鉆井液中(zhong)含(han)溶解氧量少,其腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)性(xing)弱(ruo)。


    b. 硫(liu)化(hua)氫造成的腐(fu)蝕,硫(liu)化(hua)氫腐(fu)蝕表現的形(xing)式有(you)以下幾種:


     ①. 電(dian)化學(xue)腐蝕。 


     ②. 氫誘發裂紋(wen)(HIC)和氫鼓泡(HB) 。


        HIC:金屬表(biao)(biao)面空隙(xi)中含有過高的氫,造成金屬表(biao)(biao)面出現裂(lie)紋。   


        HB:由于金(jin)(jin)屬中過高的氫內壓使金(jin)(jin)屬在表面或表面下面形成(cheng)鼓泡的現象。 



     ③. 硫化物應力開裂(SSCC)。


      干(gan)硫化(hua)氫無腐蝕性,硫化(hua)氫濃度200-400mg/L時腐蝕速率最大、氯離子、二氧化(hua)碳等有(you)促(cu)進作用、酸性溶液中(zhong)明顯 。


    c. 二氧化碳造(zao)成的腐蝕(shi) 


     干二氧化碳是(shi)一種(zhong)非腐蝕性(xing)氣體.但是(shi)當存在(zai)水時,水與二氧化碳反應(ying)生(sheng)成(cheng)碳酸,引起腐蝕作用(yong)。碳酸與鐵反應(ying)生(sheng)成(cheng)碳酸鐵,管材成(cheng)片狀脫落(luo),減少管壁厚度(du)。


     二(er)氧(yang)(yang)化碳分壓:0.021MPa以下(xia)腐(fu)(fu)蝕很輕微,溫(wen)度(du):60℃以下(xia),無保(bao)護性產物(wu)膜生成,60~110 ℃,易出現局部(bu)腐(fu)(fu)蝕,150 ℃以上(shang),腐(fu)(fu)蝕速率下(xia)降。 CO2/H2S分壓比:小于500,硫(liu)化氫(qing)腐(fu)(fu)蝕為主,大于500,二(er)氧(yang)(yang)化碳腐(fu)(fu)蝕為主 。



四、鉆井液造成的腐蝕 


    降低鉆井液的腐蝕性方法主要有:1. 添(tian)(tian)加(jia)除(chu)氧劑(ji) 、2. 添(tian)(tian)加(jia)緩蝕劑(ji)、3. 添(tian)(tian)加(jia)除(chu)硫劑(ji) 、4. 提(ti)高pH值(zhi)、5. 消(xiao)除(chu)腐蝕環境(jing) 



五、集輸管線的外腐蝕


    集(ji)輸站外埋(mai)地管線(xian)、沿(yan)線(xian)土(tu)壤的腐(fu)(fu)蝕性(xing)及沿(yan)線(xian)防腐(fu)(fu)保溫結構的施工(gong)質量差、老化破損(sun)等導致管線(xian)外腐(fu)(fu)蝕。


    管線外腐(fu)蝕(shi)的原因如下(xia): 1. 土(tu)壤腐(fu)蝕(shi)性;2. 土(tu)壤的宏電池腐(fu)蝕(shi);3. 保溫層(ceng)破壞;4. 防腐(fu)層(ceng)質量差(cha);5. 細菌。


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