一、概述石油工業 


  石(shi)油(you)(you)工(gong)業是由(you)石(shi)油(you)(you)勘探,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(chu)存、運輸、石(shi)油(you)(you)煉制等環(huan)節(jie)組成的。由(you)于石(shi)油(you)(you)工(gong)業中的特殊環(huan)境(jing),采用的材料幾乎都是金屬(shu),而且金屬(shu)設備在每(mei)一個環(huan)節(jie)都存在腐蝕現(xian)象。 


  石油工業中的設(she)備: 


  油氣井設備:鉆具、鉆桿、井筒(tong)、套管(guan)和井口裝置。  


  集輸設備:輸油氣管線、回注管線、閥門、壓力容器和儲罐。  


  煉(lian)化設(she)備(bei):常減壓裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、催(cui)化裂(lie)化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、延遲焦化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、催(cui)化重整裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、制氫(qing)裝(zhuang)置(zhi)(zhi)等。



二、石(shi)油工業中的腐蝕現(xian)狀與(yu)危害 


  石油產業中(zhong)的(de)腐蝕(shi)造成的(de)經(jing)濟損失越占(zhan)產值的(de)6%。腐蝕(shi)事件頻繁發生 。


  某油(you)田(小型油(you)田)1993年有400多口油(you)井因井下(xia)管柱或共居的腐(fu)(fu)蝕而頻繁停產(chan)作(zuo)業,100多口注(zhu)(zhu)水井套(tao)管因腐(fu)(fu)蝕穿孔,更換注(zhu)(zhu)水井套(tao)管耗費3950萬元。


  勝利油(you)田某油(you)區金屬集輸管道均勻腐蝕速度高達14mm/a,嚴重的不(bu)到半年就穿孔,造成(cheng)大(da)量油(you)水外泄,大(da)面積污染環境,不(bu)到兩年就被迫全(quan)部更新。 


  石油工業(ye)的(de)(de)腐蝕還(huan)會導致(zhi)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)環(huan)(huan)境污(wu)染(ran),例(li)如1994年俄羅(luo)斯(si)的(de)(de)集輸管線破裂,原油泄漏,導致(zhi)嚴(yan)重(zhong)的(de)(de)環(huan)(huan)境污(wu)染(ran)。 


  我國(guo)有(you)(you)相當多的(de)(de)(de)油(you)氣構造(zao)含有(you)(you)CO2 ,如華北油(you)田留(liu)路地區伴生(sheng)氣中CO2平均(jun)含量達42%,該區塊(kuai)自(zi)1984年4月開采(cai)到(dao)1985年7月,就有(you)(you)3口高產井因(yin)油(you)管和套管受(shou)CO2腐(fu)蝕而報(bao)廢(fei),直(zhi)接經濟損失上千萬(wan)元(yuan)。從(cong)穿孔的(de)(de)(de)形(xing)(xing)(xing)狀看,大部分呈圓(yuan)形(xing)(xing)(xing)或橢圓(yuan)形(xing)(xing)(xing),外小(xiao)內(nei)(nei)大,呈八字形(xing)(xing)(xing),說明油(you)管的(de)(de)(de)腐(fu)蝕是從(cong)管內(nei)(nei)開始的(de)(de)(de)。



三、酸性(xing)氣(qi)田中的鉆井系統的腐蝕


   A、腐蝕(shi)環境(jing)  


   腐(fu)蝕(shi)的對象:油管(guan)、套管(guan)、井(jing)下工具。 腐(fu)蝕(shi)性物(wu)質:CO2、H2S和采出(chu)水、微生物(wu)。 


   腐蝕介質:腐蝕介質包含大(da)氣、鉆井液和地層(ceng)產(chan)出。H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要腐蝕物(wu)質。 


  B、腐(fu)蝕類型:    


   1. 一(yi)般電化學腐蝕(shi);    


   2. 由于(yu)抽(chou)油桿、活塞、閥(fa)等是處于(yu)運動(dong)狀態,因此遭(zao)受嚴重的磨(mo)損腐蝕。在含水高(gao)又含較高(gao)的H2S的油井中,由于(yu)腐蝕疲勞、氫(qing)脆、應力腐蝕等原(yuan)因,經(jing)常出現抽(chou)油桿的斷(duan)裂; 


    a. 氧(yang)氣造成(cheng)的(de)腐蝕 


    氧(yang)的腐蝕(shi)(shi)(shi)性受氧(yang)濃(nong)度、溫度、pH值(zhi)等因素的制約。單(dan)一的氧(yang)腐蝕(shi)(shi)(shi)是(shi)均勻腐蝕(shi)(shi)(shi),大氣中(zhong)的鉆井設備腐蝕(shi)(shi)(shi)就是(shi)氧(yang)腐蝕(shi)(shi)(shi)的典(dian)型代表。飽和(he)鹽水(shui)鉆井液中(zhong)含溶解(jie)氧(yang)量少,其腐蝕(shi)(shi)(shi)性弱。


    b. 硫化氫(qing)造成的腐蝕,硫化氫(qing)腐蝕表(biao)現的形(xing)式(shi)有(you)以下幾種:


     ①. 電化(hua)學(xue)腐蝕。 


     ②. 氫(qing)(qing)誘發(fa)裂紋(HIC)和氫(qing)(qing)鼓泡(HB) 。


        HIC:金屬(shu)表面空(kong)隙中含有過高(gao)的氫(qing),造成金屬(shu)表面出現裂紋。   


        HB:由于(yu)金屬中過高的氫(qing)內壓(ya)使金屬在表面(mian)(mian)或表面(mian)(mian)下(xia)面(mian)(mian)形(xing)成(cheng)鼓泡(pao)的現象。 



     ③. 硫化物應力開裂(SSCC)。


      干硫(liu)化氫無(wu)腐蝕(shi)(shi)性,硫(liu)化氫濃度200-400mg/L時腐蝕(shi)(shi)速率最大(da)、氯離子、二(er)氧化碳(tan)等有促(cu)進作(zuo)用、酸性溶液(ye)中(zhong)明(ming)顯 。


    c. 二(er)氧化碳(tan)造成(cheng)的(de)腐蝕 


     干二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)是(shi)一種非腐蝕性氣體.但是(shi)當存在水(shui)時,水(shui)與(yu)二氧化(hua)(hua)碳(tan)(tan)(tan)反應生成碳(tan)(tan)(tan)酸(suan),引起腐蝕作(zuo)用。碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)與(yu)鐵(tie)反應生成碳(tan)(tan)(tan)酸(suan)鐵(tie),管材成片狀脫(tuo)落,減(jian)少(shao)管壁厚度。


     二氧(yang)(yang)化碳分壓:0.021MPa以下(xia)腐(fu)蝕很輕微(wei),溫度:60℃以下(xia),無保(bao)護性產物膜生(sheng)成,60~110 ℃,易出現局部腐(fu)蝕,150 ℃以上(shang),腐(fu)蝕速率下(xia)降(jiang)。 CO2/H2S分壓比:小(xiao)于500,硫(liu)化氫腐(fu)蝕為主(zhu),大(da)于500,二氧(yang)(yang)化碳腐(fu)蝕為主(zhu) 。



四、鉆(zhan)井液造成的(de)腐蝕 


    降低鉆井(jing)液的(de)腐蝕性方(fang)法主要(yao)有:1. 添(tian)加(jia)除氧劑 、2. 添(tian)加(jia)緩蝕劑、3. 添(tian)加(jia)除硫劑 、4. 提(ti)高pH值、5. 消除腐蝕環境 



五、集(ji)輸管(guan)線的外腐蝕


    集(ji)輸站外(wai)埋地管線(xian)、沿(yan)線(xian)土(tu)壤的(de)腐(fu)(fu)蝕性及沿(yan)線(xian)防腐(fu)(fu)保溫結構的(de)施工質量差、老化破損等導(dao)致管線(xian)外(wai)腐(fu)(fu)蝕。


    管(guan)線外腐(fu)蝕的(de)原因如下: 1. 土壤(rang)腐(fu)蝕性;2. 土壤(rang)的(de)宏電池腐(fu)蝕;3. 保(bao)溫層破(po)壞;4. 防腐(fu)層質量(liang)差(cha);5. 細菌。


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