2第二章钻井采油及集输系统的腐蚀与防护2015.pptVIP

腐蚀与防护 第二章 钻井、采油及集输系统的 腐蚀与防护 主讲：钱慧娟 电话：0459-5510113 电子信箱：qianhuijuan1981@163.com 大庆师范学院化学工程学院 第二章 钻井、采油及集输系统的腐蚀与防护 石油工业是由石油勘探，钻井，开发，采油，油气集输，油气处理，油气储存、运输、石油炼制等环节组成的。 由于石油工业中的特殊环境，采用的材料几乎都是金属，而且金属设备在每一个环节都存在腐蚀现象。 石油工业中的设备 油气井设备：钻具、钻杆、井筒、套管和井口装置。 集输设备：输油气管线、回注管线、阀门、压力容器和储罐。 炼化设备：常减压装置、催化裂化装置、延迟焦化装置、催化重整装置、制氢装置等。 海上设备：固定平台、钢筋混凝土柱和海底管道等。 石油工业中的腐蚀现状与危害 石油产业中的腐蚀造成的经济损失越占产值的6％。腐蚀事件频繁发生 。 某油田（小型油田）1993年有400多口油井因井下管柱或共居的腐蚀而频繁停产作业，100多口注水井套管因腐蚀穿孔，更换注水井套管耗费3950万元。 石油工业的腐蚀还会导致严重的环境污染，例如1994年俄罗斯的集输管线破裂，原油泄漏，导致严重的环境污染。 第二章 钻井、采油及集输系统的腐蚀与防护 第一节 钻井工程的腐蚀与防护 第二节 采油及集输系统的腐蚀环境 第三节 采油及集输系统中的腐蚀 第四节 采油及集输系统腐蚀的防护措施 第一节 钻井工程的腐蚀与防护 一、钻井过程中的腐蚀 钻井过程中的腐蚀介质主要来自大气、钻井液和地层产出物，通常是几种组分同时存在。 对钻井专用管材、井下工具、井口装置等金属常见的腐蚀类型有：应力腐蚀、腐蚀疲劳、硫化物应力开裂、点蚀（坑点腐蚀）、湍流腐蚀（冲蚀）等，其特征见表2-l。 。 1、钻井液 （1）钻井液组成及温度对腐蚀的影响。 1、钻井液 （1）钻井液组成及温度对腐蚀的影响。 （2）钻井液密度对腐蚀的影响 不同密度加重钻井液的腐蚀速率亦各不同。钻井液的加重材料为重晶石，钢片在120℃下，不同密度的钻井液进行动态扰动达37h，其结果见表2-4。 （2）钻井液密度对腐蚀的影响 （3）钻井液pH值对腐蚀的影响 2、氧气 钻井过程中，由于钻井液循环系统是非密闭的，大气中的氧通过振动筛、泥浆罐、泥浆泵等设备在钻井液循环过程中混入钻井液，成为游离氧，部分氧溶解在钻井液中，直到饱和状态。 水中的氧达到饱和时可含8-12mg/L，而氧在相当低的含量下（少于1mg/L）就能引起严重腐蚀。 钻井液中的溶解氧是钻杆腐蚀的主要原因之一。 氧对钢材的腐蚀作用如下： ①电化学腐蚀。 反应式：4Fe + 6H2O→4Fe(OH)3 Fe(OH)3在pH值低于4时形成沉淀。 阳极处：Fe→Fe2+ 阴极处：O2+2H2O+4e→4OH- ②附着铁锈下的氧浓差电池腐蚀。 ③氧作为耗氧细菌的原料，使细菌大量繁殖产生腐蚀。 ④氧与其他腐蚀因素产生协同效应，加速钢材腐蚀。 氧的腐蚀性受氧浓度、温度、pH值等因素的制约。单一的氧腐蚀是均匀腐蚀，大气中的钻井设备腐蚀就是氧腐蚀的典型代表。氧在水中的溶解度随溶液温度的升高和矿化度的增加而下降，因而，饱和盐水钻井液中含溶解氧量少，其腐蚀性弱。 3、硫化氢 硫化氢对钻具及钻井设备具有强烈的腐蚀性。侵入钻井液体系的硫化氢可来自下列几个方面： a.含硫化氢的地层流体。 b.钻井液中含硫添加剂(如磺化酚醛树脂等)的分解。 c.采用含硫的接头丝扣润滑剂发生化学反应。 d.细菌对存在于钻井液中硫酸盐的作用。 3、硫化氢 硫化氢腐蚀表现的形式有以下几种： ①电化学腐蚀。 ②氢诱发裂纹(HIC)和氢鼓泡〔HB)。 ③硫化物应力开裂（SSC）。 氢鼓泡 硫化物应力开裂 3、硫化氢 普遍认为硫化氢对钢有极强的腐蚀性，而且其还是一种很强的渗氢介质，可以导致钢材料的氢脆。分两部分： 硫化氢的电化学腐蚀 相比于二氧化碳和氧气，硫化氢在水中溶解度很高，且溶解后呈酸性。 硫化氢电离产物吸附在金属表面，氢离子为很强的去极