Predictive Model for Corrosion Rate of Oil Tubes in CO_2/H_2S Coexistent Environment Part Ⅰ: Building of Model

Based on an analysis of the existing models of CO 2 corrosion in literatures and the autoclave simulative experiments, a predictive model of corrosion rate (r corr) in CO 2/H 2S corrosion for oil tubes has been established, in which r corr is expressed as a function of pH, temperature (T), pressure of CO 2 (P CO 2) and pressure of H 2S (P H 2S). The model has been verified by experimental data obtained on N80 steel. The improved features of the predictive model include the following aspects: (1) The influence of temperature on the protectiveness of corrosion film is taken into consideration for establishment of predictive model of the r corr in CO 2/H 2S corrosion. The Equations of scale temperature and scale factor are put forward, and they fit the experimental result very well. (2) The linear relationship still exists between ln r corr and ln P CO 2 in CO 2/H 2S corrosion (as same as that in CO 2 corrosion). Therefore, a correction factor as a function of P H 2S has been introduced into the predictive model in CO 2/H 2S corrosion. (3) The model is compatible with the main existing models.

地面集输管道在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系下的腐蚀行为研究

目的研究集输管道常用钢材在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系下的腐蚀行为,为新疆油田集输管道的腐蚀防控提供指导依据。方法基于新疆油田重油热采现场工况,以L245NS钢为试材,316L钢为对照,采用高温高压釜试验,研究CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系下温度和H_(2)S含量对L245NS钢和316L不锈钢的腐蚀影响规律,并结合SEM/EDS+XPS+3D显微镜等手段对典型工况下的腐蚀产物进行测试分析。结果在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)共存体系中,L245NS钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大、后减小的趋势;而随H_(2)S含量的升高,呈先减小、后增大的趋势。316L钢的腐蚀速率随温度的升高,呈先增大后减小的趋势;随H_(2)S含量的升高,呈一直增大的趋势。L245NS钢腐蚀产物呈针状、菱状、颗粒状多种形态,而316L钢腐蚀产物较少。在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)共存体系中,L245NS钢的腐蚀产物主要包含FeS、FeS_(2)、单质S、FeCO_(3)、Fe(OH)_(3)、FeOOH、Fe_(3)O_(4)、Fe_(2)O_(3)、Na_(2)SO_(4)等物质。结论L245NS钢在CO_(2)/H_(2)S/O_(2)体系(CO_(2) H_(2)S P/P<200)下的腐蚀行为主要由H_(2)S主导,生成的FeS分布在产物底层。O_(2)具有促进腐蚀进程的三方面作用:与H_(2)S发生交互作用生成了单质S;作为去极化剂参与阴极反应;作为强氧化剂氧化FeS、FeCO_(3),反应生成单质S、FeS_(2)、Fe_(2)O_(3)、Fe_(3)O_(4)、FeO(OH)等物质。

CO_(2)-EOR油井井下附件腐蚀行为

采用高温高压动态腐蚀试验和电化学试验,研究了35CrMo、3Cr13、45号钢三种材料在13MPa、60℃,CO_(2)含量(体积分数)为20%、50%、80%,井流物(地层水和原油混合物)以3mL/min循环注入的模拟CO_(2)气驱强化采油(EOR)油井环境中的腐蚀规律,并采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀产物形貌进行了表征。结果表明:3Cr13钢的最大腐蚀速率为0.006mm/a,仅发生轻微CO_(2)腐蚀,35CrMo和45号钢的最小腐蚀速率均大于0.076mm/a,耐CO_(2)腐蚀效果差;低Cr(0~9%)钢的腐蚀速率随CO_(2)含量的增加反而降低;3Cr13钢适合作为CO_(2)-EOR油井的井下附件材料。

X100钢材在原油环境中的CO_(2)腐蚀行为研究

针对X100钢材在原油环境中的CO_(2)腐蚀问题,通过实验的方式分别进行了含水率、温度、CO_(2)分压以及流速对腐蚀行为的影响研究,为X100管道的安全使用奠定基础。结果表明:随着原油含水率的增加,X100钢材的腐蚀速率逐渐增加;随着温度的升高,腐蚀速率先升高后下降,在温度为40℃时,钢板表面的腐蚀产物膜较为疏松,腐蚀最为严重;X100钢材随着原油中CO_(2)分压的增加先增加后降低,当原油中CO_(2)分压为2.5 MPa时,腐蚀产物出现了多层的状况;随着原油流速的逐渐增加,钢材的腐蚀速率呈先增加后减小的趋势,在流速为1.0m/s时,钢材的腐蚀相对较为严重,钢材表面存在较多的细小且深度较深的孔洞。

塔里木油田用油套管钢的静态腐蚀研究

研究了温度、CO2 分压、溶液pH值及Cl-浓度对 4种油套管常用材料N80、P10 5、P110和SM110腐蚀行为的影响 .在温度为 90℃时 ,4种材料的腐蚀速率都达到最大值 .当温度为 6 5℃时 ,除P10 5外 ,其它材料的腐蚀速率随CO2分压的增大而升高 .而在 90℃时 ,除P10 5外 ,其它材料的腐蚀速率在CO2 分压为 2 5MPa时达到最大值 .溶液pH值及Cl-浓度对材料的腐蚀速率的影响不明显 .

火烧油层稠油热采井专用套管的设计开发

分析了火烧油层稠油热采的机理和火烧油层稠油热采井对套管的性能要求,提出了其专用套管的力学性能和使用性能指标,并对生产的TP90H-3Cr和TP90H-9Cr两种套管的力学性能、整管使用性能、高温拉伸性能、抗CO2腐蚀能力进行检验。结果表明:TP90H-3Cr和TP90H-9Cr套管的性能指标达到或超过设计要求,热稳定性和抗高温软化能力优良,抗CO2腐蚀性能优异,满足油田火烧油层稠油热采井的实际使用要求。

P110与P110S钢在套管环空液中的腐蚀行为研究

为进一步提高油气田勘探开发效率,通过腐蚀速率、腐蚀产物及微观形貌分析,分别研究了P110和P110S 2种钢材料在油田注采井套管环空液中于高温、中温及低温条件下的腐蚀行为。结果表明:2种钢材料在同样温度和环空液条件下腐蚀表现基本一致,一套环空液中P110与P110S最大腐蚀速率均为0.65 mm,二套环空液中2种材料的腐蚀速率在100℃时达到最大值,P110最大腐蚀速率为0.04 mm/a,P110S最大腐蚀速率为0.03 mm/a。同时,3D形貌仪分析显示2种材料在一套环空液中于140℃腐蚀后表面有局部腐蚀的初期迹象。最后,进行了CO 2渗入条件下P110S钢材料腐蚀行为及机理研究,结果显示CO 2渗入加剧了高温条件下钢材料的腐蚀速率,并且得出其发生局部腐蚀的机理是CO 2电化学腐蚀。