CO_(2)分压对S135钢在CO_(2)/H_(2)S共存体系中腐蚀行为的影响

为了给井下油气管材的选择和腐蚀预测模型的建立提供理论依据,利用高温高压反应釜进行S135钢在CO_(2)/H_(2)S共存体系中的腐蚀模拟试验,采用失重法、恒载荷法、X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、三维轮廓扫描仪等手段研究了CO_(2)分压对S135钢在温度100℃、CO_(2)/H_(2)S共存体系中腐蚀行为的影响及规律。结果表明,随CO_(2)分压升高,S135钢的腐蚀速率增大,屈服强度损伤加剧,CO_(2)分压为5,10,15,20 MPa时,其屈服强度(σs)损伤率分别为1.4%、3.6%、4.5%和15.9%;抗拉强度(σb)损伤率分别为1.2%、3.4%、5.2%和15.4%。S135钢在低CO_(2)分压下发生全面腐蚀,随CO_(2)分压增大发展为以全面腐蚀为主,辅以局部腐蚀。应力腐蚀裂纹在萌生阶段以局部阳极溶解作用(点蚀)为主,随CO_(2)分压增大应力腐蚀裂纹更易生长,应力腐蚀敏感性增加,加剧了基体的腐蚀进程。

一种新型材料固井水泥石的抗高CO_(2)分压腐蚀性能评价

井下高温、高CO_(2)含量条件使水泥环长效封固周期寿命缩短,水泥环完整性保障难度增大,由于在较高的压力环境下CO_(2)呈现低黏度、高扩散性和高压缩性的超临界特性,会加剧水泥石的腐蚀。本文与常见的6种防腐材料进行防腐性能对比测试,研发了可用于井下高温、高CO_(2)分压环境中的一种新型防腐材料。室内实验结果表明,新型火山灰混合材料由于二次水化反应消耗Ca(OH)_(2)提高水泥石长期强度,且电镜下微观观察分析,新型火山灰混合材料水泥石渗透率更低,CO_(2)环境中养护30 d后水泥石表面仍存在CaSiO_(3),表明侵蚀仍在表层进行。新型火山灰混合材料的水泥石具有30 d腐蚀深度1.17 mm、抗压强度衰退率2.6%、渗透率变化率2.1%更好的抗CO_(2)腐蚀能力,且具有良好的综合施工性能。

CO_(2)分注井气嘴节流特性及矿场应用

为了解决CO_(2)分注井节流压差建立困难,气嘴易冲蚀的技术难题,通过构建CO_(2)物性变化的流动-传热耦合模型,揭示2级和3级节流气嘴的流场演化机制,优化设计气嘴结构、建立了绕流气嘴节流图版并开展现场应用。结果表明:流量为10 m3/d时,2级嘴径1.4 mm和3级嘴径1.6 mm的绕流气嘴分别能产生将近6 MPa和8 MPa的节流压差,证明绕流气嘴结构合理、性能可靠、能够达到调整层间压差的技术要求;参照气嘴图版优选的节流气嘴,现场应用20口井,节流压差可达4 MPa左右,调整后注入压力上升2.4 MPa,加强层相对吸气比例由9.7%上升至50.7%,有效调整了层间差异,解决了分注井小层吸气不均的问题。研究结果指导现场测调,为CO_(2)分注规模化应用提供技术支撑。

H_2S分压对油管钢CO_2/H_2S腐蚀的影响

采用高温高压釜 ,辅以失重法和扫描电镜 ,对不同H2 S分压下 (1 4kPa,2 0kPa ,6 0kPa ,12 0kPa)油管钢N80、P110的CO2 /H2 S腐蚀进行了研究 .结果表明 ,在试验H2 S分压范围内 ,随着H2 S分压的升高 ,两种钢的腐蚀速率先增后降 ,且都在H2 S分压为 2 0kPa时取得最大值 .

CO_2分压对油管钢CO_2/H_2S腐蚀的影响

采用高温高压釜、失重法和扫描电镜,对不同CO2分压(310 2642、930 7926、1551 3210、2171 8494kPa)条件下油管钢N80和P110的CO2/H2S腐蚀进行了研究。结果表明,随着CO2分压的升高,两种钢的CO2/H2S腐蚀速率均单调增加;除了CO2分压极低的情况以外,P110钢的腐蚀速率总是大于N80钢。

温度和CO_2/H_2S分压比对BG90SS钢管腐蚀行为的影响

利用高温高压H2S/CO2腐蚀模拟实验及SEM,XRD等分析技术研究了H2S和CO2共存环境下温度和CO2/H2S分压比对BG90SS抗硫钢管腐蚀行为的影响。结果表明:在60~120℃的范围内,温度的变化对BG90SS油管钢的腐蚀速率的影响并不明显。在60℃和90℃条件下腐蚀由H2S控制,在120℃条件下腐蚀由H2S和CO2共同控制。CO2/H2S分压比低于14时,BG90SS的腐蚀速率变化不明显,分压比在14~28的范围内,腐蚀速率迅速升高,分压比高于28以后,腐蚀速率缓慢增加。随着CO2/H2S分压比的提高,腐蚀由H2S控制转变为H2S和CO2共同控制。

白云岩洞穴系统中水-气CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响:以贵州双河洞为例

为揭示白云岩岩层中所发育洞穴系统中的中的洞穴水与空气中CO_2分压对洞穴水水文化学过程的影响及其动态变化特征和控制因素。从2015年4月至9月对绥阳双河洞洞穴水的水化学指标进行了为期6个月的动态监测,结果表明:(1)双河洞洞穴水的水化学类型主要为HCO_3^--SO_^(2-)-Ca^(2+)-Mg^(2+)和SO_4^(2-)-HCO_3^--Ca^(2+)-Mg^(2+)型水,在受到上覆石膏岩层的影响时,SO_4^(2-)成为优势离子且可以极大提高溶液中Ca^(2+)离子含量;(2)洞穴滴水的水-气间CO_2分压差值(△PCO_2)与SI之间存在良好的负相关关系的同时,2种重要的矿物饱和指数SI_c,SI_d之间存在着良好的正相关关系;(3)实测数据分析证明"表观饱和指数"现象的客观存在;(4)洞穴水中的液相CO_2(PCO_2_(water))与溶液的pH值呈现出显著的负相关关系,且在未开发的天然封闭洞腔中洞穴空气CO_2分压对洞穴水水文地球化学过程影响较小。

CO_2分压对N80钢腐蚀产物膜保护性能的影响

利用高温高压釜对N80钢进行了两种温度、不同CO2分压下的腐蚀实验.测量了腐蚀速率,观察了腐蚀产物膜的宏观形貌及去除腐蚀产物膜后金属基体的表面状态,用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀产物膜的微观形貌并测量了膜的厚度,对在不同条件下成膜的N80钢进行了电化学极化曲线与交流阻抗谱(EIS)分析.结果表明CO2分压升高,腐蚀产物膜保护性能提高,但由于介质的腐蚀性增强,腐蚀速率上升;膜局部缺陷是导致金属基体表面点蚀的主要诱因,CO2分压升高有利于减少65℃时膜表面的局部缺陷;在90℃下腐蚀产物膜的保护性能比65℃下对CO2分压的变化更为敏感.

冲蚀作用下CO_2分压对集输气管线内腐蚀的影响规律——以大庆油田徐深6集气站集输管线为例

我国部分油气田集输管线中CO2与水含量较高,同时由于提高输运流速,集输管道CO2腐蚀日趋严重,掌握流场诱导下CO2腐蚀速率的变化规律对腐蚀防护与定期检测具有重要意义。为此,以大庆油田徐深6集气站一集输天然气管线为分析对象,首先基于Norsok腐蚀模型预测CO2分压对其内腐蚀速率的影响,再应用计算流体动力学方法(CFD)对管道内流场进行分析,并结合现场的内腐蚀测厚数据,得出冲蚀作用下CO2分压对集输天然气管线内腐蚀的影响规律:集输天然气管线内,湍流作用在内流道剧烈变化区域(弯头、T形管处),湍动能升至最大75m2/s2,对CO2局部腐蚀具有明显的促进作用;流体介质的流型与流速会对管道内壁的CO2均匀腐蚀产生较强促进作用;管道内壁在CO2分压重腐蚀区间内(0.02～0.20 MPa),CO2的腐蚀程度随CO2分压的增大呈线性加剧,随后其最大腐蚀速率保持在0.75mm/a,并趋于平缓,而最小腐蚀速率保持在0.62mm/a,稳中有升。研究结果可作为预测集输管线重点部位运行寿命的参考依据,使得管道腐蚀防护与定期检测更为精确省时。

不同H_2S分压下N80油管钢的CO_2/H_2S腐蚀行为

采用高温高压釜试验,辅以失重法计算和扫描电镜分析,对不同H2S分压(0.001 5 MPa,0.015 MPa,0.02MPa,0.06 MPa,0.12 MPa)下N80油管钢的CO2/H2S腐蚀行为进行了研究。结果表明,在试验H2S分压范围内,N80油管钢发生了极严重的CO2/H2S腐蚀;随着H2S分压的升高,腐蚀速率先增加后降低,且在H2S分压为0.02 MPa时腐蚀速率取得最大值。

CO_2分压对N80油管钢CO_2腐蚀行为的影响

利用高温高压反应釜进行腐蚀模拟试验。采用失重法、SEM和XRD等手段研究了CO2分压对N80油管钢在100℃下CO2腐蚀行为的影响。结果表明,N80钢的腐蚀速率随CO2分压升高而上升。不同CO2分压下腐蚀类型与腐蚀产物膜宏观形貌的变化相对应,在低CO2分压下腐蚀产物膜完整覆盖。随着CO2分压的进一步升高,腐蚀产物膜由局部覆盖转而重新完整覆盖。相应地,N80钢在低CO2分压下发生全面腐蚀,然后随CO2分压的进一步升高,腐蚀类型由局部腐蚀向全面腐蚀过渡。

动态和静态下CO_2分压对P110钢腐蚀行为的影响

利用高温高压釜设备辅以失重法、采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)技术,研究了在动静两种状态下CO2分压对P110钢腐蚀产物膜的影响。结果表明,P110钢在不同CO2分压条件下的产物膜特征(形貌、厚度、晶粒度大小等)相差很大,腐蚀产物膜在不同CO2分压条件下的不同特征及其稳定存在的热力学条件导致P110钢的腐蚀速率随着CO2分压的增大呈现不同的趋势,在静态时腐蚀速率呈先增大后减小的趋势,且在4 MPa时取得最大值;而在动态时呈上升趋势。

倍增CO_2分压对水稻和矶子草冠层光合潜力的影响

倍增CO2 分压增高水稻的光饱和光合速率、表观量子产率和光能转换效率 ,而在倍增CO2 分压下矶子草的相关光合参数降低 ,既水稻对高CO2 分压表现为正响应 ,而矶子草在高CO2 下光合作用下调。在倍增CO2 分压下 ,水稻的Rubisco羧化速率和氧化速率均见增高 ,而矶子草在高CO2 分压下 ,Rubisco羧化速率降低 ,而氧化速率略见增高。倍增CO2 分压并不明显改变水稻的不包括光呼吸的CO2 补偿点Γ ,但矶子草Γ 略见增高。在高CO2 分压下可能改变矶子草Rubisco生化特性。倍增CO2 分压降低两种供试植物的光下呼吸速率。水稻在倍增CO2 分压下其Rubisco最大羧化速率 (Vcmax)和最大电子传递速率 (Jmax)分别增高 9 3%和 2 0 7% ,而矶子草在高CO2 分压下则分别降低 5 7%和 3%。在倍增CO2 分压下水稻的净光合量增高约 5 % ,而矶子草则降低 13% ,植物种的不同特性可能影响植物在倍增CO2 下的碳积累。随着全球气候变化和大气CO2 分压增高 ,将有利于发挥水稻高光合产率的优势 ,由于矶子草在高CO2 分压下碳积累减少 ,从而可能限制其生长。大气CO2

CO_2/H_2S分压比对BG90SS材质腐蚀行为的影响

采用高温高压反应釜模拟阿姆河气田腐蚀环境,研究了不同CO2/H2S分压比对BG90SS钢腐蚀行为的影响。结果表明,随着CO2/H2S分压比的减小,BG90SS钢的腐蚀速率减小。通过对腐蚀产物膜的分析,发现腐蚀产物主要是马基诺矿(四方硫铁矿),说明在此条件下BG90SS钢的腐蚀行为主要受H2S控制。

H_2S分压对SM 80SS套管钢在CO_2/H_2S共存环境中高温高压腐蚀行为的影响

用失重法、扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)及X射线衍射(XRD)等方法,就H2S分压对SM80SS特级抗硫套管钢在CO2/H2S共存条件下的腐蚀行为的影响进行了试验研究。结果表明:在试验条件下,低PH2S时,以CO2腐蚀为主,腐蚀产物膜由FeS0.9和FeCO3组成,腐蚀产物膜颗粒细小、致密,平均腐蚀速率较低;随着PH2S的增大,反应逐渐变为以H2S为主,FeS0.9逐渐转变为FeS,腐蚀产物膜颗粒粗大、疏松,随后又变得细小、致密,腐蚀速率呈现先增大后逐渐减小的趋势;高PH2S时,FeS的生成较大程度阻碍了FeCO3的生成。腐蚀产物有较好的局部腐蚀阻碍作用,腐蚀形式均为均匀腐蚀。

碳钢在高温高CO_2分压环境中的点蚀发展机制

利用SEM、EDS和激光共聚焦显微镜对N80钢不同腐蚀阶段表面腐蚀产物膜形貌和成分进行观察和分析,研究了其在高温高CO_2分压环境中的点蚀发展机制。结果表明:在高温、高CO_2分压环境中,低合金钢点蚀坑的形成和发展与腐蚀产物膜的破坏有关,同时也和Cl^-的催化机制有关。

西江河口段秋季表层水体CO_2分压的变化特征

为了探讨西江河口段表层水体CO_2分压（P_co2）的分布特征，于2006年秋季在西江磨刀门至马口河段沿程实测了58个样点的表层水体理化参数，结果表明，河道表层水体P_co2值介于93.15～334.38Pa之间，平均值为174.00Pa，被测河段是个明显的大气CO_2“源”河流水体的理化性质在向海输送过程中发生了明显的改变，并且导致表层水体P_co2随航程的增加而递减，样点水体接受的日照时间与其P_co2有负相关关系，使得表层水体P_co2呈现出日周期变化，河段表层水体P_co2的这种时空变化与河 口过程中河-海作用的弱化而引起水体理化参数（如水温、pH值、电导率、总溶解固体、氧化还原电位和碱度等）的变化以及水体内部碳的生物化学过程（如光合作用与呼吸作用以及有机物的分解转化等）密切相关。

气体分压比对2~#钢在H_2S/CO_2环境中腐蚀的影响

采用常温高压条件下的挂片试验,结合SEM和EDS等技术,研究了20#钢在H2S/CO2环境中不同气体分压比(pCO2/pH2S)条件下的腐蚀行为。结果表明,在试验环境中,20#钢的腐蚀以均匀腐蚀为主,伴有轻微的局部腐蚀;在低气体分压比情况下,腐蚀呈现先增大后减小再增大的规律;依据腐蚀规律,可将低分压比变化范围分为两个区域,在两个腐蚀区域内,腐蚀产物的元素百分含量差别不大,腐蚀产物以FeS和FeCO3为主。

沿井筒方向变化的CO_2分压对油管服役时间的影响规律研究

开展沿井筒方向变化的CO_2分压下油管服役时间规律研究,有助于最大限度地延长油管使用年限。为此,将CO_2分压引入Q/HS14015标准腐蚀速率模型中,结合坐封、生产和开发过程中油管服役工况,建立了以油气产量和腐蚀环境为参数的井筒CO_2分压耦合计算模型。应用该模型的计算结果表明:①沿井深方向CO_2分压呈多项式分布,同一井深处,产量越大,CO_2分压越小;②与实测井筒CO_2分压相比,井底段CO_2分压计算值吻合度高,井口段CO_2分压受温度、井筒压力和CO_2摩尔含量降低影响,计算值误差较大;③相同CO_2分压下,腐蚀速率随温度的增加先增大后减小;④CO_2分压与服役时间内油管强度呈反比;⑤一定井深下,相对于温度,CO_2分压对腐蚀后油管强度影响更明显。结论认为:以井筒CO_2分压为基础,结合腐蚀速率和油管坐封、生产和开发过程中所受外挤、内压、拉力服役工况预测油管服役时间的方法,能够进一步优化CO_2腐蚀环境下的油管选材,节约油气井建井成本,在生产中的应用效果也证明了该方法的可行性。

亚热带珊瑚礁海域枯水季pCO_(2)的分布特征及CO_(2)汇源转换机制——以深圳杨梅坑海域为例

由于存在极高的初级生产和高效的碳代谢速率,珊瑚礁海域二氧化碳(CO_(2))的汇/源属性仍存有争议。为明晰中国典型珊瑚礁海域CO_(2)的汇源属性及驱动因素,作者基于2022年11月(秋季)和2023年2月(冬季)在深圳杨梅坑海域的调查结果并结合室内培养实验所获得的数据,探究了枯水季节典型亚热带珊瑚礁海水二氧化碳分压(pCO_(2))的分布特征及主要控制机制。结果表明,调查期间pCO_(2)的变化较大,其范围为233.3~465.3μatm。秋季表现为大气CO_(2)的汇,CO_(2)吸收通量为1.66±0.41 mmol C/(m^(2)/d);冬季表现为大气CO_(2)的弱源,其释放通量为0.36±0.17 mmol C/(m^(2)/d)。调查期间(枯水季)杨梅坑海域受淡水输入的影响较小,季节性温度影响下的生物过程是驱动pCO_(2)变化的关键因素,其贡献pCO_(2)总变化量的73.6%(表层)和66.5%(底层)。其中,浮游植物光合作用的季节差异是导致海水CO_(2)汇源转变的主要成因,而微生物呼吸作用的影响甚微。相比较,物理过程(CO_(2)海-气交换、温度和盐度变化)对pCO_(2)的影响相对较小,其作用结果远低于生物过程。此外,珊瑚的代谢活动对杨梅坑局部海域pCO_(2)分布产生一定影响,造成礁区pCO_(2)值高于非礁区。因此,海气CO_(2)通量估算中不能忽视局部海域珊瑚代谢作用的影响。