一、概述石油工業
石(shi)油(you)(you)工業是由石(shi)油(you)(you)勘(kan)探,鉆井,開發,采(cai)油(you)(you),油(you)(you)氣(qi)(qi)集輸,油(you)(you)氣(qi)(qi)處理,油(you)(you)氣(qi)(qi)儲存、運(yun)輸、石(shi)油(you)(you)煉制(zhi)等環節(jie)組(zu)成(cheng)的(de)。由于(yu)石(shi)油(you)(you)工業中(zhong)的(de)特殊環境,采(cai)用的(de)材料幾乎都是金(jin)屬(shu),而且(qie)金(jin)屬(shu)設備在(zai)每一個(ge)環節(jie)都存在(zai)腐(fu)蝕現象(xiang)。
石(shi)油工(gong)業中的設備:
油氣井(jing)(jing)設備(bei):鉆具、鉆桿、井(jing)(jing)筒、套管和井(jing)(jing)口裝置。
集輸設備:輸油氣管線、回注管線、閥門、壓力容器和儲罐。
煉化(hua)(hua)設備:常減壓裝(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)(hua)裂化(hua)(hua)裝(zhuang)置(zhi)、延遲焦化(hua)(hua)裝(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)(hua)重整裝(zhuang)置(zhi)、制氫裝(zhuang)置(zhi)等。
二、石油工業中的腐(fu)蝕現狀與危(wei)害
石油產業中的(de)腐蝕造成的(de)經濟損失越占產值的(de)6%。腐蝕事件頻繁發(fa)生(sheng) 。
某油田(tian)(小型油田(tian))1993年有400多口油井(jing)(jing)因(yin)井(jing)(jing)下(xia)管柱或(huo)共居的腐蝕而頻(pin)繁停產作(zuo)業,100多口注水井(jing)(jing)套(tao)管因(yin)腐蝕穿孔,更換注水井(jing)(jing)套(tao)管耗費3950萬元。
勝利油(you)田某(mou)油(you)區金屬(shu)集輸(shu)管道均勻腐蝕(shi)速度高達14mm/a,嚴重的不到(dao)半年(nian)就穿孔,造成大(da)量油(you)水外泄(xie),大(da)面積污染環境,不到(dao)兩年(nian)就被迫全部更(geng)新。
石油工業的(de)腐蝕還會導致嚴(yan)重的(de)環境(jing)污(wu)染,例如1994年俄羅斯的(de)集輸(shu)管線破裂,原油泄(xie)漏,導致嚴(yan)重的(de)環境(jing)污(wu)染。
我國有相當多(duo)的油氣構造(zao)含有CO2 ,如華(hua)北油田留路(lu)地(di)區伴生氣中(zhong)CO2平均含量達42%,該區塊(kuai)自1984年(nian)4月(yue)開采(cai)到1985年(nian)7月(yue),就(jiu)有3口高產(chan)井因(yin)油管和套管受CO2腐(fu)蝕(shi)而報(bao)廢,直接經濟損(sun)失上千萬(wan)元。從(cong)穿(chuan)孔的形(xing)狀看(kan),大(da)部分呈(cheng)圓(yuan)形(xing)或橢圓(yuan)形(xing),外(wai)小內(nei)大(da),呈(cheng)八字形(xing),說明油管的腐(fu)蝕(shi)是從(cong)管內(nei)開始的。
三(san)、酸性氣田中的(de)鉆井系統的(de)腐蝕
A、腐(fu)蝕環(huan)境
腐蝕(shi)的對象(xiang):油管、套管、井下工(gong)具。 腐蝕(shi)性物質:CO2、H2S和采出水、微生物。
腐(fu)蝕(shi)(shi)介質:腐(fu)蝕(shi)(shi)介質包(bao)含(han)大氣(qi)、鉆井液(ye)和地層(ceng)產(chan)出。H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主(zhu)要腐(fu)蝕(shi)(shi)物質。
B、腐(fu)蝕類型:
1. 一(yi)般電化學腐蝕(shi);
2. 由于抽(chou)油桿、活(huo)塞(sai)、閥等(deng)是處于運動狀態,因此遭受嚴重的(de)磨損腐(fu)(fu)蝕(shi)。在含水高又含較高的(de)H2S的(de)油井中,由于腐(fu)(fu)蝕(shi)疲勞、氫脆、應力(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)等(deng)原因,經常出現抽(chou)油桿的(de)斷裂;
a. 氧氣造成的腐蝕
氧的(de)腐(fu)蝕性受(shou)氧濃度、溫(wen)度、pH值等因素(su)的(de)制約。單一(yi)的(de)氧腐(fu)蝕是均勻腐(fu)蝕,大氣(qi)中的(de)鉆井(jing)設備(bei)腐(fu)蝕就是氧腐(fu)蝕的(de)典型代(dai)表(biao)。飽和鹽水鉆井(jing)液中含(han)溶(rong)解氧量少,其腐(fu)蝕性弱。
b. 硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)造成的腐蝕(shi),硫(liu)化(hua)(hua)氫(qing)腐蝕(shi)表現(xian)的形式有以下(xia)幾種:
①. 電(dian)化(hua)學腐蝕。
②. 氫誘發裂紋(HIC)和氫鼓(gu)泡(HB) 。
HIC:金屬表面空隙(xi)中含(han)有過高的(de)氫,造(zao)成金屬表面出現裂(lie)紋(wen)。
HB:由于金(jin)屬中過高的(de)氫內(nei)壓使(shi)金(jin)屬在表面或(huo)表面下(xia)面形成(cheng)鼓(gu)泡(pao)的(de)現象(xiang)。
③. 硫化物應力(li)開裂(SSCC)。
干硫化(hua)(hua)氫無(wu)腐蝕性(xing),硫化(hua)(hua)氫濃度200-400mg/L時腐蝕速率最大、氯離(li)子、二(er)氧化(hua)(hua)碳等有促進作用、酸(suan)性(xing)溶液(ye)中明顯 。
c. 二(er)氧化碳造成的腐蝕
干二氧化碳是一(yi)種非腐(fu)蝕性(xing)氣體.但(dan)是當存(cun)在水時,水與二氧化碳反應生成(cheng)碳酸(suan)(suan),引起腐(fu)蝕作用。碳酸(suan)(suan)與鐵(tie)反應生成(cheng)碳酸(suan)(suan)鐵(tie),管(guan)材(cai)成(cheng)片狀脫落,減少(shao)管(guan)壁厚(hou)度。
二氧(yang)化碳(tan)分壓(ya):0.021MPa以(yi)(yi)下腐(fu)蝕(shi)(shi)很輕(qing)微,溫度(du):60℃以(yi)(yi)下,無(wu)保護性產物膜生成(cheng),60~110 ℃,易出現局部腐(fu)蝕(shi)(shi),150 ℃以(yi)(yi)上,腐(fu)蝕(shi)(shi)速率下降。 CO2/H2S分壓(ya)比(bi):小于500,硫化氫腐(fu)蝕(shi)(shi)為主(zhu),大于500,二氧(yang)化碳(tan)腐(fu)蝕(shi)(shi)為主(zhu) 。
四、鉆井液(ye)造(zao)成的腐蝕
降低鉆井液(ye)的腐(fu)蝕(shi)性方法主要有:1. 添(tian)加除(chu)氧劑(ji) 、2. 添(tian)加緩蝕(shi)劑(ji)、3. 添(tian)加除(chu)硫劑(ji) 、4. 提(ti)高pH值、5. 消除(chu)腐(fu)蝕(shi)環境
五(wu)、集輸管線的外腐(fu)蝕(shi)
集(ji)輸站外(wai)(wai)埋地(di)管線(xian)、沿線(xian)土壤(rang)的(de)腐(fu)蝕(shi)性及沿線(xian)防腐(fu)保(bao)溫結(jie)構的(de)施(shi)工質量(liang)差、老化破損等導致(zhi)管線(xian)外(wai)(wai)腐(fu)蝕(shi)。
管線外腐蝕的原因(yin)如下: 1. 土壤腐蝕性;2. 土壤的宏電池腐蝕;3. 保溫(wen)層破(po)壞;4. 防腐層質量差(cha);5. 細(xi)菌。
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