一、概述石(shi)油(you)工業 


  石油(you)(you)工(gong)業是由石油(you)(you)勘(kan)探(tan),鉆井,開發,采油(you)(you),油(you)(you)氣集輸,油(you)(you)氣處(chu)理,油(you)(you)氣儲存(cun)、運輸、石油(you)(you)煉制(zhi)等環(huan)節(jie)(jie)組成(cheng)的。由于石油(you)(you)工(gong)業中的特殊(shu)環(huan)境(jing),采用的材料幾乎都是金屬,而且金屬設備在(zai)每一個環(huan)節(jie)(jie)都存(cun)在(zai)腐蝕(shi)現象。 


  石油工(gong)業中的設備(bei): 


  油(you)氣井(jing)設備:鉆(zhan)具、鉆(zhan)桿、井(jing)筒、套管和井(jing)口裝置。  


  集輸設備:輸油氣(qi)管線、回(hui)注管線、閥門、壓力容器和(he)儲罐(guan)。  


  煉化(hua)設(she)備:常減壓裝(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)裂化(hua)裝(zhuang)置(zhi)、延遲焦化(hua)裝(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)重整裝(zhuang)置(zhi)、制(zhi)氫裝(zhuang)置(zhi)等。



二(er)、石油工業中(zhong)的腐蝕現狀與危(wei)害 


  石油產業(ye)中(zhong)的(de)(de)腐蝕造成的(de)(de)經濟損(sun)失越占產值的(de)(de)6%。腐蝕事件頻(pin)繁發生 。


  某油(you)田(小型油(you)田)1993年有400多(duo)口油(you)井因井下管(guan)柱或(huo)共居(ju)的腐(fu)蝕而頻繁(fan)停產作業(ye),100多(duo)口注(zhu)水(shui)井套管(guan)因腐(fu)蝕穿(chuan)孔,更換(huan)注(zhu)水(shui)井套管(guan)耗費3950萬元(yuan)。


  勝利(li)油田(tian)某油區金屬集輸(shu)管道均勻腐蝕速度(du)高(gao)達14mm/a,嚴(yan)重的不(bu)到半年就(jiu)穿孔,造成大(da)(da)量油水外泄,大(da)(da)面積污染環境,不(bu)到兩年就(jiu)被迫(po)全部更新。 


  石(shi)油工業的腐蝕還會導致嚴重(zhong)的環(huan)境(jing)(jing)污(wu)染,例如1994年俄羅斯的集輸管線破裂,原油泄漏,導致嚴重(zhong)的環(huan)境(jing)(jing)污(wu)染。 


  我國有相當多的(de)油(you)氣(qi)構造含有CO2 ,如(ru)華北油(you)田留路地區伴生氣(qi)中CO2平均含量(liang)達42%,該區塊自(zi)1984年4月開(kai)采(cai)到1985年7月,就(jiu)有3口高產井因油(you)管(guan)(guan)和套管(guan)(guan)受CO2腐(fu)蝕(shi)而報廢,直接經濟(ji)損(sun)失上千(qian)萬(wan)元。從穿孔的(de)形(xing)狀看,大部分呈圓形(xing)或(huo)橢(tuo)圓形(xing),外小內(nei)大,呈八字形(xing),說(shuo)明(ming)油(you)管(guan)(guan)的(de)腐(fu)蝕(shi)是從管(guan)(guan)內(nei)開(kai)始(shi)的(de)。



三、酸性氣(qi)田(tian)中(zhong)的鉆井(jing)系統的腐蝕


   A、腐蝕環境  


   腐蝕(shi)的(de)對象(xiang):油管、套管、井(jing)下工具。 腐蝕(shi)性物質(zhi):CO2、H2S和采出水、微生物。 


   腐(fu)蝕(shi)介質:腐(fu)蝕(shi)介質包含大氣、鉆(zhan)井液和(he)地層產出。H2S、CO2、O2、Cl-和(he)水分(fen)是主要腐(fu)蝕(shi)物質。 


  B、腐(fu)蝕(shi)類型(xing):    


   1. 一般電化(hua)學腐蝕;    


   2. 由于抽油(you)桿、活(huo)塞、閥等是處于運動狀態,因此遭受嚴重(zhong)的磨損腐(fu)(fu)蝕(shi)。在含(han)(han)水高又含(han)(han)較(jiao)高的H2S的油(you)井中,由于腐(fu)(fu)蝕(shi)疲勞、氫脆、應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)等原因,經常(chang)出(chu)現抽油(you)桿的斷裂; 


    a. 氧(yang)氣造成的腐(fu)蝕 


    氧(yang)(yang)(yang)的(de)腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)受(shou)氧(yang)(yang)(yang)濃度、溫度、pH值等因素的(de)制約(yue)。單一的(de)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕是(shi)均(jun)勻腐(fu)(fu)(fu)蝕,大氣中的(de)鉆井設備腐(fu)(fu)(fu)蝕就(jiu)是(shi)氧(yang)(yang)(yang)腐(fu)(fu)(fu)蝕的(de)典型代表。飽和鹽水鉆井液(ye)中含溶解氧(yang)(yang)(yang)量少(shao),其腐(fu)(fu)(fu)蝕性(xing)弱。


    b. 硫化氫(qing)(qing)造(zao)成的腐蝕,硫化氫(qing)(qing)腐蝕表現(xian)的形式有以下(xia)幾(ji)種:


     ①. 電化學腐蝕。 


     ②. 氫(qing)誘發裂紋(HIC)和氫(qing)鼓(gu)泡(HB) 。


        HIC:金屬表(biao)面空(kong)隙中含有過高(gao)的氫(qing),造(zao)成金屬表(biao)面出現裂紋。   


        HB:由于(yu)金屬(shu)中過高的氫內(nei)壓使金屬(shu)在(zai)表面或(huo)表面下面形成鼓泡的現象。 



     ③. 硫化物應(ying)力開裂(lie)(SSCC)。


      干硫化(hua)氫無(wu)腐蝕性,硫化(hua)氫濃度200-400mg/L時腐蝕速(su)率最大(da)、氯離子、二氧化(hua)碳等(deng)有促進作(zuo)用、酸性溶液(ye)中(zhong)明顯(xian) 。


    c. 二(er)氧化碳造(zao)成的腐蝕 


     干(gan)二氧(yang)化(hua)碳(tan)是一(yi)種非腐蝕性氣體(ti).但是當存在水時,水與(yu)二氧(yang)化(hua)碳(tan)反應(ying)生成(cheng)碳(tan)酸,引起腐蝕作(zuo)用(yong)。碳(tan)酸與(yu)鐵反應(ying)生成(cheng)碳(tan)酸鐵,管(guan)材成(cheng)片狀脫落,減少(shao)管(guan)壁厚度。


     二氧化碳分壓(ya):0.021MPa以下(xia)腐(fu)蝕(shi)很輕(qing)微,溫(wen)度:60℃以下(xia),無保護性(xing)產物膜生成,60~110 ℃,易出現(xian)局(ju)部(bu)腐(fu)蝕(shi),150 ℃以上,腐(fu)蝕(shi)速率下(xia)降(jiang)。 CO2/H2S分壓(ya)比:小于500,硫化氫腐(fu)蝕(shi)為主,大(da)于500,二氧化碳腐(fu)蝕(shi)為主 。



四、鉆井液造成(cheng)的腐蝕 


    降(jiang)低(di)鉆井液的腐蝕(shi)性(xing)方法主要有:1. 添(tian)加除(chu)氧劑(ji) 、2. 添(tian)加緩(huan)蝕(shi)劑(ji)、3. 添(tian)加除(chu)硫劑(ji) 、4. 提高pH值、5. 消除(chu)腐蝕(shi)環境 



五(wu)、集輸管(guan)線的(de)外(wai)腐蝕(shi)


    集(ji)輸站外埋地管線(xian)、沿線(xian)土壤的(de)腐蝕性及沿線(xian)防腐保溫結構的(de)施(shi)工質量差、老化破損(sun)等(deng)導致(zhi)管線(xian)外腐蝕。


    管線外腐(fu)蝕(shi)的(de)(de)原因(yin)如(ru)下: 1. 土(tu)壤腐(fu)蝕(shi)性;2. 土(tu)壤的(de)(de)宏電池(chi)腐(fu)蝕(shi);3. 保溫層破壞(huai);4. 防腐(fu)層質量(liang)差;5. 細(xi)菌(jun)。


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