CO_(2)-O_(2)-H_(2)O环境下油套管腐蚀研究进展

在注空气驱采油过程中,采出液中通常存在酸性气体及腐蚀性离子,这些气体和离子的浓度变化,在温度和压力的作用下影响油套管的腐蚀行为,造成不同程度的腐蚀及损失。本文从腐蚀机制、影响因素和防腐措施方面展开CO_(2)-O_(2)-H_(2)O环境下油套管腐蚀行为的论述,简要介绍了不同因素下的腐蚀规律及主要影响因素,包括温度、气体分压和腐蚀介质。分析评价了两种常见的防腐手段,包括耐蚀材料的选择、表面镀层保护技术,为后续油套管的防腐提供理论依据。

东胜气田井筒O_(2)腐蚀评价与防护对策研究

膜分离制氮气举技术是东胜气田积液井、水淹井排出积液进而恢复产能的重要手段之一。但目前移动式膜分离制氮技术制取的氮气中O_(2)体积分数为5%左右,随着注入次数、注入量的增加,井筒管柱的O_(2)腐蚀问题愈发严重。该研究通过高温高压动态腐蚀试验明确了东胜气田腐蚀影响规律。试验表明:含O_(2)环境下,N80材质腐蚀速率稍大于P110材料;浸没程度对O_(2)腐蚀速率的影响为全浸没>半浸没>未浸没。据此优选抗O_(2)腐蚀缓蚀剂,室内评价试验表明:钼酸钠+葡萄糖酸钠型缓蚀剂缓蚀率达90%以上。现场3口试验井均取得了较好的缓蚀效果,最大缓蚀率达73.33%。

定边油田注水区CO_(2)/O_(2)对J55油管钢腐蚀行为的影响研究

为明确定边油田注水区油井采出液中含有的大量侵蚀性CO_(2)和O_(2)对油管钢腐蚀行为的影响,并揭示其腐蚀特征,通过动电位极化曲线和电化学交流阻抗测试方法,结合现场腐蚀挂环监测方法,研究了油田注水区J55油管钢在模拟油井采出水以及饱和CO_(2)/O_(2)模拟油井采出水中的电化学腐蚀行为,通过失重法计算了试样的腐蚀速率并分析了试样的腐蚀形貌特征和产物成分。结果表明:CO_(2)和O_(2)促进了阴极去极化作用,饱和CO_(2)/O_(2)显著增加了J55油管钢的腐蚀电流密度;环境温度的升高加速了反应动力学,使得腐蚀电流密度显著增大,但弱化了CO_(2)和O_(2)的侵蚀作用;25℃时试样在含饱和CO_(2)/O_(2)模拟油井采出水环境中的低频区出现了感抗特征,60℃时试样在2种介质环境中的低频区均呈现Warburg扩散阻抗特征;现场油井上部油管比下部油管的腐蚀程度轻,腐蚀产物主要为铁的氧化物以及氢氧化物。

高温高压CO_(2)/O_(2)共存流体中N80钢腐蚀特性分析

在高温高压釜中进行CO_(2)和O_(2)共存流动液体环境中N80油管钢的腐蚀实验,采用失重法测量腐蚀速率,扫描电镜(SEM)和X射线衍射仪(XRD)测试腐蚀表面形貌和成分的方法,得到N80钢在流动多元热流体中的腐蚀规律与形貌特征。实验结果表明:在CO_(2)和O_(2)共存环境下,N80钢腐蚀以均匀腐蚀为主伴有部分局部腐蚀,腐蚀速率呈现随温度的升高先快速增大后缓慢减小的趋势;200℃时生成的腐蚀产物以碳酸亚铁和铁的氧化物为主,该腐蚀产物膜更为致密,腐蚀速率更小;在CO_(2)和O_(2)共存环境下相比于介质中仅含CO_(2)或O_(2)环境下N80钢的腐蚀程度更严重。

N80钢在模拟减氧空气驱生产井中的腐蚀行为

为了探究N80钢在减氧空气驱生产井中的腐蚀行为,基于灰色关联分析法,分析了国内某减氧空气驱生产井的腐蚀主控因素,并以油藏模拟结果作为室内模拟参数,采用动态失重法结合金相显微镜、XRD、3D形貌等相关表征,研究了不同生产时期N80钢的腐蚀行为。结果表明:氧含量对减氧空气驱生产井腐蚀的敏感性最大,在含氧工况下,N80钢的腐蚀速率显著增加,氧含量3%(0.3 MPa)时的腐蚀速率是不含氧的5倍左右。在驱油初期,腐蚀为CO_(2)主导的局部腐蚀,腐蚀产物主要为致密的FeCO_(3)。随着注气时间的延长,井筒内为CO_(2)/O_(2)均衡环境,腐蚀转变为二者共同作用,腐蚀产物为FeCO_(3)和疏松多孔的Fe_(2)O_(3)。在持续注气3年后,生产井内为高O_(2)+低CO_(2)环境,致密的FeCO_(3)遭到破坏,腐蚀坑横向发展,腐蚀转变为由O_(2)主导的全面腐蚀。

新疆油田某稠油注采合一单井埋地管道腐蚀原因

通过宏观观察、扫描电镜、激光共聚焦显微镜和能谱分析,结合电化学测试,分析了新疆油田某稠油注采合一单井埋地管道腐蚀穿孔的原因。结果表明:该管道外腐蚀严重,内腐蚀较轻微,外腐蚀穿孔是主要的失效模式;冷热交替导致管道防腐蚀层老化、破损严重,管道本体裸露在腐蚀介质中,这是管道外腐蚀减薄穿孔的直接原因;CO_(2)和O_(2)腐蚀、细菌腐蚀是造成稠油热采管线外腐蚀的重要原因;温度60℃时,外腐蚀最严重。

气井测试用钻杆基体与涂层的冲刷腐蚀规律

钻杆在海上气井测试中存在高温、高压、高含CO_(2)、高流速气体、砂等固体颗粒的冲刷等造成的腐蚀问题。通过高温高压反应釜模拟实验,对钻杆基体与两种钻杆涂层在总压43 MPa、温度140~170℃、CO_(2)分压在2.15~4.3 MPa、流速5 m/s范围内的冲刷腐蚀规律进行分析。实验结果表明,当总压为43 MPa,温度为170℃时,CO_(2)分压在2.15~4.3 MPa,流速5m/s,钻杆裸钢试样腐蚀速率接近,当CO_(2)分压升高至6.45 MPa时,腐蚀速率明显升高;当温度为140℃时,腐蚀浸泡时间为10 h,钻杆裸钢试样表面已生成较致密的腐蚀产物,随着浸泡时间的增加,消耗钻杆裸钢试样质量基本不变,其腐蚀速率显著降低。TK涂层与FT涂层在腐蚀模拟实验后均未出现开裂、起泡等情况。该研究表明在抗酸性流体冲刷腐蚀方面,TK与FT涂层钻杆在海上天然气探井测试作业中具备可行性。

油井管用N80钢和13Cr钢在多元热流体环境中的腐蚀行为

采用高温高压反应釜进行模拟腐蚀试验,探究了油井管材料N80钢和13Cr钢在不同温度和O_(2)分压下多元热流体环境中的腐蚀行为;通过失重法评价了材料的腐蚀速率,并结合激光共聚焦显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)等测试方法,分析了两种材料腐蚀速率及腐蚀产物的变化规律。结果表明:当温度超过180℃时,两种材料的腐蚀速率均随温度的升高而增大,腐蚀产物中有Fe_(3)O_(4)生成;而随着O_(2)分压的升高,腐蚀产物逐渐由FeCO_(3)转变为Fe_(3)O_(4),两种材料的腐蚀速率均增大;当O_(2)分压达到0.2 MPa以上时,腐蚀产物全部转变为Fe_(3)O_(4),均匀腐蚀和局部腐蚀加重。

空气泡沫驱注入井管柱腐蚀规律与特征研究

通过高压反应釜和电化学工作站研究了J55油管钢在长庆油田某空气泡沫驱注入井不同O_(2)体积分数环境下腐蚀规律和特征,并借助扫描电镜和三维共聚焦显微镜表征了腐蚀产物的形貌,对腐蚀产物进行了XRD成分分析。结果表明:J55钢在模拟注入井环境下腐蚀速率随O_(2)体积分数增大而增大,表面腐蚀产物疏松且发生了明显的局部腐蚀;60℃时介质通入饱和O_(2)后腐蚀电流密度增大,电荷传递电阻值减小,均与形成的腐蚀产物层的保护性相关。