二氧化碳的腐蚀与防治--修改版1讲义.ppt

萨曼捷佩气田采气工艺技术前期调研;萨曼捷佩气田采气工艺技术前期调研;二氧化碳的腐蚀与防治; 局部腐蚀 局部腐蚀的特性是在材料表面的不连续区域失去金属，而周围区域基本保持不受影响或易受全面腐蚀。;图 2 点蚀坑的截面形状;台面腐蚀：在介质流动情况下，材料局部发生的较大面积的平台形损坏。 碳酸亚铁膜下的局部腐蚀 碳酸亚铁膜剥离基体表面 流动诱导局部腐蚀：由水力破坏腐蚀产物膜引起，始于点蚀和台面腐蚀。 ●作为流动阻力造成局部紊流，从而使局部腐蚀得以扩散； ●可破坏已经存在的垢，流动条件致使保护性垢难以重新形成； ●在CO2-H2O体系中，还会发生应力腐蚀开裂（SCC） 钢在CO2和与CO2共存的水中发生的SCC是一种穿晶应力腐蚀开裂，这是由于CO2在钢铁表面的吸附所产生的腐蚀抑制作用与钢在碳酸溶液中的阳极溶解之间处于平衡导致的。 一般???来，只有在极苛刻条件下（高CO2分压，高负荷），高强度钢才发生CO2引起的SCC。;CO2对钢材的腐蚀机理为:CO2+H2O=H2CO3=H++HCO-3 其中H+与Fe发生置换反应:2H++Fe=Fe2++H2 HCO3-与Fe2+发生沉淀反应:HCO3-=H++CO32- CO32-+Fe2+=FeCO3↓ 故总腐蚀反应为:CO2+H2O+Fe=FeCO3↓+H2;二、腐蚀机理;三、影响因素;三、影响因素;2、流速的影响 ;N80钢在71℃的两相流动体系中CO2腐蚀的实验结果：N80钢在流动的CO2饱和的3%NaCl溶液中腐蚀速度比较高，尤其在高流速的气液两相介质中的腐蚀速率最高，达到50mm/a。而在低流速和pH大于5.1后，FeCO3膜容易形成，腐蚀速率降低。 ;三、影响因素;三、影响因素;三、影响因素;三、影响因素; 井深 4600 油管内径 66.04mm 井口温度 49℃ 井口压力 3.4MPa 产气量 11.2×104m3/d 产油量 0m3/d 出水量 9.43m3/d 天然气相对密度 0.68;三、影响因素;三、影响因素;三、影响因素;●Cl-的影响 Cl-对钢铁的影响随材质的不同而不同，可导致合金钢发生严重的局部腐蚀。;三、影响因素;三、影响因素;四、CO2腐蚀的防治;在抗CO2腐蚀过程中，钢管材料对CO2腐蚀的抵御行为主要是通过与腐蚀介质相互作用发生电化学反应之后建立的。在这期间形成了表面腐蚀结构（合金表面重建）。;1、不锈钢油套管;1、不锈钢油套管;1、不锈钢油套管;国内抗CO2腐蚀套管材料的生产厂家：宝钢钢管分公司、天津钢管公司、攀钢集团成都无缝钢管有限责任公司、鞍钢无缝钢管厂、包钢无缝钢管厂、宝鸡石油钢管厂、山西机床厂、风雷机械厂、中原特殊钢厂、扬州大杰士石油钻具公司、渤海能克钻杆有限公司以及其他企业。 从1999年起，国内宝钢（BG系列）和天钢开发出耐蚀合金管材产品，并已成功应用于塔里木富含CO2气井、胜利海上和长庆富含CO2油气井等油气田。;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;改性玻璃钢内衬油管;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;金属涂层：当油井的油管处于电介质中，将产生电化学腐蚀，即油管中的杂质成为阴极，铁为阳极。铁释放电子，以水化离子(nH2O)的形式溶解于水中，因而铁很快被腐蚀。 根据电化学防护原理，只有当金属涂层的电极电位比油管基体的电极电位负时，才能起到阴极保护作用，即牺牲阳极(涂层)，保护阴极(油管)。 如果钢铁表面覆盖有锌、铝等合金涂层，则情况就发生了变化。因为锌、铝合金涂层相对钢铁电位更负，在构成腐蚀电池时成为阳极，钢铁为阴极，这样阳极区(锌、铝合金)释放电子而溶解于水，产生腐蚀。阴极区(油、套管的基体)则在表面吸收电子与氧发生还原反应，受到保护。;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;四、CO2腐蚀的防治;缓蚀剂针对性强，对于不同的腐蚀介质和环境，使用的缓蚀剂不同，即使同一介质，当温度、压力、浓度和流速等操作条件改变时，采用的缓蚀剂也不同。在选择缓蚀剂时，应根据影响腐蚀的主要因素，通过必要的室内和现场评价试验，最终确定缓蚀剂的类型和品种。一般气井采用的缓蚀剂如下： (1)油溶水分散型缓蚀剂，抗H2S、CO2、Cl-腐蚀，CT2-15、HT-6、TQ2-1等； (2)水溶性缓蚀剂，抗H2S、CO2、Cl-腐蚀，如CT2-4； (3)缓蚀起泡剂，同时具有抗H2S、CO2、Cl-腐蚀和起泡功能，如UT-15。;四、CO