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1、XXXX年油井的腐蚀及防护技术油井腐蚀与防护技术目录第一部分:腐蚀的危害第三部分:金属腐蚀的防护第二部分:腐蚀的基本原理金属腐蚀是指金属表面因与周围介质发生化学或电化学反应而受损的现象。在工业化国家，腐蚀造成的损失约占国民生产总值的10%。目前，美国每年因腐蚀造成的经济损失高达1亿美元。在中国东部油田管道腐蚀穿孔的未来10000年中，中国管道事故中的腐蚀破坏约占管道更换的10000年。1、腐蚀腐蚀危害给油田生产带来巨大损失胜利油田管道材料成本直接经济损失达亿元；由于腐蚀置换管柱、管线频繁运行及对生产的影响，间接经济损失达亿元。全国主要油田的管道和管柱总计超过1亿米，损失分别高达1亿元和1亿元。
2、一个、腐蚀危险普通杆腐蚀断裂一个、腐蚀危险油管腐蚀穿孔管腐蚀穿孔管腐蚀穿孔杆体腐蚀断裂一个、腐蚀危险泵杆腐蚀泵杆腐蚀套管腐蚀和套管强度降低导致其他类型的套管损坏。胜坨油田坨井1、腐蚀危害坨井将在投产当天左右发生腐蚀穿孔，即抽油杆磨损脱落或油泵柱塞多处穿孔。阀组至坨二站的集输管线仅在生产运行当天腐蚀穿孔，第二天全线报废。垦西油田采油井井下工具腐蚀主要表现为油管泄漏、泵漏、抽油杆脱落、光杆脱落。油管腐蚀导致油管螺纹损坏，表现为油管螺纹上的腐蚀槽和内壁的坑状腐蚀由于抽油泵缸套一直处于磨损状态，阀门受到流体冲击涡流的严重腐蚀。1、腐蚀的危害潘麟采油厂南林油田油水井的腐蚀严重影响了油田的正常生产和集输，
3、造成了大量原油损失和大量资金的被迫投入。埕岛油田目前共有100个平台，其中一个以上已经投产.CBA、CBC、CBA、CBD、CBG等平台甲板、导管架腐蚀严重。利用天鹅座测厚仪，在CBB平台上检测了潮汐飞溅区、全浸区平台的水下腐蚀。结果表明，腐蚀速率约为mma,有的甚至高达mma。1、腐蚀危害油气井开发中，从地下管柱到地面管道和储罐，以及各种工艺设备，都会受到腐蚀的严重影响，给注水开发效果造成巨大的经济损失。研究和应用有针对性的防腐技术方法，对于保证油田的正常生产具有重要意义。一、腐蚀的危害；二、金属腐蚀的基本原理；金属在使用过程中随着环境的氧化和还原而造成的损伤过程、约腐蚀:、根据金属腐蚀的因
4、素不同，金属腐蚀的原理有:(1)溶解氧的存在:主要是金属表面与水接触时溶解氧引起的电化学腐蚀。阳极反应阴极反应酸性介质中溶解氧的作用:碱性介质中的阴极去极化阴极去极化结果:引起点腐蚀()天然气中硫化氢的存在对管道和设备有很强的腐蚀性。了解硫化氢的腐蚀情况，并采取相应的防腐措施，对天然气的安全生产和降低成本具有重要意义。腐蚀机理:一般认为干燥的硫化氢没有腐蚀作用。在湿硫化氢腐蚀环境中，碳钢设备遭受两种类型的腐蚀:均匀腐蚀和湿硫化氢应力腐蚀开裂。开裂形式包括氢鼓泡(HB)、氢致开裂(HIC)、硫化物应力腐蚀开裂(SSCCK口应力导向氢致开裂(SOHIC)。(1)腐蚀特征:点蚀导致局部壁厚减少、点蚀
5、或(和)穿孔。其腐蚀特征有三:(1)硫化氢离解产物HS、S促进腐蚀()。不同条件下产生的腐蚀产物具有不同的性质。例如，在低温下形成的氧化亚铁促进高温下的腐蚀，形成的氧化亚铁抑制腐蚀()。硫化氢不仅会引起局部腐蚀，而且容易引起硫化物应力开裂。氢泡(HB):这是由于含硫化合物渗透到钢中并在钢中裂纹、夹杂物、缺陷处聚集形成分子的腐蚀过程中释放的氢原子，从而形成大的膨胀力。硫化物应力腐蚀开裂(SSCC)W氢分子的数量也称为电化学失重腐蚀。湿硫化氢环境中产生的氢原子渗入钢内部，溶解在晶格中，在外部应力或残余应力的作用下，导致氢脆开裂。它通常发生在高硬度区域，如焊缝和热影响区。氢致开裂(HIC)是由于氢致
6、开裂引起的，在氢致开裂中，随着氢压力的持续增加，小气泡裂纹倾向于彼此连接，从而在钢内的氢气泡区域中形成台阶特征。氢致开裂不需要额外的应力。晶格界面上压力的增加导致界面破裂并形成氢气泡，氢气泡的分布平行于钢板表面。氢气鼓泡不需要外部应力。应力引导氢致裂纹（SOHIC）是在应力引导下，沿垂直于应力的方向在夹杂物和缺陷处积累氢而形成的一排排小裂纹的发展。它通常发生在焊接接头的热影响区和高应力集中区，如接头、几何突变、类裂纹缺陷或应力腐蚀开裂。（3）影响硫化氢腐蚀的因素:一）含水量:水是各种电化学腐蚀的必要条件。在没有水的情况下，硫化氢腐蚀很轻微，可以忽略不计。二）温度:在低温范围内，钢在硫化氢水溶液
7、中的腐蚀程度随着温度的升高而增加。当温度从100升至100时，其腐蚀速率大致增加.如果温度继续升高，其腐蚀速率反而会使碳钢在之间的腐蚀速率降至最低。随着温度的升高，其防护腐蚀产物膜逐渐由富铁、不规则几何微晶结构转变为黄铁矿或富硫、规则几何微晶结构的黄铁矿。温度越高，转化过程越快。结构转变后的腐蚀产物膜会降低高强度钢对SSCC的敏感性。三)腐蚀性系统气体的总压p和HS分压PHS:对环境腐蚀性有很大影响。PHS上升，XHS上升，最终导致pH值下降。溶液的酸度增加，氢去极化腐蚀加剧。NACE使用临界分压PHS=HS的兆帕来区分其腐蚀性。当压力蒸汽发生器工作时，它被称为非酸性气体，当压力蒸汽发生器工作
8、时，它被称为酸性气体。(4)酸碱度的影响:不同的酸碱度对腐蚀的影响是不同的，因为溶解在水中的高铁酸盐的百分比不同，分解成高铁酸盐和硫:(1)在酸碱度下，腐蚀速率随着溶液酸碱度的增加而降低，(2)随着溶液酸碱度的增加，腐蚀速率增加，(3)酸碱度，高铁酸盐可以完全解离，形成一层比较完整的硫化铁保护膜。v)氯离子：由于氯离子的存在；介质电导率的增加、阻碍了硫化物膜的形成和初始膜的脱落；从而加速了金属腐蚀。然而，如果氯离子浓度高，由于氯离子吸附能力强，大量氯离子被吸附在金属表面，完全取代吸附在金属表面的HS、HS,因此金属腐蚀反而减缓。可以看出，氯对低合金钢的抗硫化氢腐蚀性能有一定的影响。随着氯离子浓
9、度的增加，高硫钢的耐蚀性降低。然而，在过高的氯浓度范围内，抗高强度腐蚀性能得到改善。二氧化碳溶解在水中时，对某些金属材料具有极强的腐蚀性。由此造成的材料损坏统称为一氧化碳腐蚀。一氧化碳会导致水介质中钢的快速全面腐蚀和严重的局部腐蚀。一氧化碳腐蚀的典型特征是局部点蚀、环虫腐蚀和台面腐蚀。随着0+油气井含水率的增加和深层含一氧化碳油气藏的开发日益增多，注一氧化碳强化采油技术的推广和我国0%以上埋地管道的建成已经完成多年。目前，随着石油泄漏事故进入老年，事故正在增加。一氧化碳腐蚀越来越突出。一氧化碳的存在已成为一个亟待解决的重要课题:一氧化碳的腐蚀机理:二氧化碳的腐蚀遵循以下机理:阳极反应Fehor
10、arFeohadhefeohadrahrrfeh溯极反应有两种：一)非催化氢离子阴极还原反应:CoOsolhorhCoolhHolHolHardHardHardRabii)CoAD在表面的吸附。在溶液介质体系中，吸附:Had代表吸附在钢表面的氢原子，HAB代表吸附到钢中的氢原子，Hsol代表氢原子。其中，吸附在钢表面的氢原子可能结合成氢解吸或被金属吸收，导致氢脆。二氧化碳分子也可以直接吸附在钢的表面，从而影响钢的表面。般的腐蚀反应方程如下：FeCoHorOrfHehcfHechC二氧化碳腐蚀的影响因素:1)温度:随着温度、致密度和与本体结合力的不同，由一氧化碳在钢表面形成的FeCo形貌增加，钝
11、化效果提高了腐蚀速率，并随着温度的升高而降低。ii)co:PCo的分压增加，腐蚀速率在中低温下增加，在高温下降低。三)流速的影响:随着流速的增加，去极化速度加快，保护膜的形成受阻，腐蚀加剧，甚至造成严重的局部腐蚀。四)酸碱度和介质组成的影响:酸碱度的增加降低了原子氢的还原反应速率，从而降低了腐蚀速率。钢铁在%NaC的盐溶液中腐蚀最严重。钙、镁的存在影响钢表面上腐蚀产物膜的形成和性质，从而影响腐蚀特性。具体而言，一氧化碳的总体腐蚀减少，局部腐蚀加剧。此外，溶解氧的存在也会导致严重的局部腐蚀。此外，金属材料本身的成分、不同处理工艺对一氧化碳腐蚀的敏感性也大不相同(铬)(1)硫酸盐还原菌在金属腐蚀中
12、的原理:硫酸盐还原菌属于厌氧菌，但能在少量氧气环境中生存。()细菌腐蚀:油田生产中引起问题的主要细菌有:脱硫细菌、铁细菌、腐生细菌。它们的金属腐蚀原理是协同作用。高含盐量的水会阻止他的生长。它有很强的硫酸盐还原作用，所以被称为硫酸盐还原菌。金属腐蚀的作用是阴极去极化，硫酸盐还原菌在阳极阴极的腐蚀反应危害是:一方面产生硫化铁造成堵塞，另一方面管壁上形成菌落状粘附，造成凹坑甚至穿孔。(2)铁细菌的习性、功能和危害:它是好氧细菌，但它也能在ppm的少量氧气条件下生长，当数量增加到一定程度时会造成危害。其作用是:铁铁将可溶性亚铁盐转化为蜂窝状胶体氢氧化铁沉淀；这是有害的:造成堵塞形成浓差电池；造成腐蚀
13、为硫酸盐还原菌的生长和繁殖提供条件；腐生菌的习性、功能和危害：好氧菌异养菌。以有机物为生。它在固体表面形成稠密的粘液。溶解氧对水中的金属设备等非常有害。基于腐蚀机理的腐蚀防治主要从以下几个方面考虑:(1)采取除氧措施，隔绝空气，避免氧气溶解。例如，天然气用于保护注入水箱的顶部()以去除氧气和溶解氧气，这不仅会导致设备腐蚀，还会损坏油田添加剂。因此，为安全起见，在注入水中加入亚硫酸钠还原物质()进行阴极保护。被保护的部分被用作阴极，使足够的电流通过金属侵入水，以防止腐蚀。腐蚀是由浓缩池的形成引起的，浓缩池存在大量由自身引起的堵塞。它为硫酸盐还原菌的生长和繁殖提供了条件。三、防腐蚀措施、防止溶解氧
14、引起的腐蚀。缓释剂脂肪酸衍生物：伯叔胺及其盐、酰胺和环氧乙烷混合物含氮杂环化合物水溶性季铵盐化合物有机磷和硫化合物。基本功能:在金属表面形成薄膜吸附层，将金属从介质中分离出来。、防止细菌腐蚀:防止细菌腐蚀的有效方法是使用抗菌剂来抑制和杀死细菌等微生物。抗菌是指抑制和杀死细菌和其他微生物的功能。抗菌效果包括杀菌、抑菌、杀菌、消毒、防霉、防藻、防腐等。抗微生物剂:能在一定时间内将某些微生物(细菌)的生长或繁殖保持在必要水平以下的化学物质。根据组成的不同，抗菌剂可分为天然、有机和无机两种类型。抗菌剂的作用机理如下:(1)干扰细胞壁的合成。使细胞壁失去完整性，保护渗透压，破坏菌体而死亡。()会破坏细胞
15、膜。()抑制蛋白质合成。()干扰核酸合成。油田常用的杀菌剂有:氯化有机胺化合物、季铵化合物、甲醛、丙烯醛等。特别是对季铵化合物如、硫化氢、一氧化碳造成的腐蚀的防护，主要是为了减缓这两种物质造成的腐蚀。例如，抗拉强度不大于MPa的碳钢或碳锰钢应选择用于硫化氢浓度大于mgL、氰化物浓度大于MgL的腐蚀环境中的壳体。外壳应选用铬钢或碳锰钢+铬钢复合钢板内件。例如，最好同时使用一些缓释剂。例如，WH、GP,等等。它们都是酰胺腐蚀抑制剂。实践证明，缓蚀效果明显，腐蚀速率下降到以上。保护层（环氧树脂和异氰酸酯涂层）、电化学保护、牺牲阳极保护（镀铝钢）、应力消除（焊接、热处理）也可用于达到保护的目的。我们应该明确腐蚀是油气田开发中必须正视的现象。这些因素非常复杂。当我们保护时，我们首先应该考虑金属材料本身，即根据内部条件选择合适的钢材类型。防腐蚀处理、发蓝、电镀、磷化、氮化、渗硼、渗铝和其他处理在金属材料上进行，同时考虑化学腐蚀抑制和处理方法。谢谢大家！真诚希望为我们的共同进步留下宝贵的建议！