文档介绍：在油田的开采过程中,套管的腐蚀是必然的。套管腐蚀是指原油中含有硫、CO:及地层水中和注入水中含有的各种腐蚀性物质与套管中Fe或FeZ+发生应而腐蚀管体,或在高温、高压、高速旋转等多相环境下的腐蚀问题,造成井管柱的严重腐蚀破坏,导致油套管的穿孔和断裂。(1)CO2腐蚀机理由于地层中的地质化学过程、采出水中的HOC:,一减压升温分解、或为提高采率而注入C0:气体等原因,而导致油田采出水中含有COZ。溶解在水中的COZ与反应生成碳酸,碳酸可进一步电离出+H:CO2+H2O一H,CO:、H:CO;一H++HCO。-(1一1)(1一2)第一章前言HCO3-一H++CO32一(l一3)而产生氢去极化腐蚀,其腐蚀反应为:阳极:Fe一FeZ++Ze(1一4)阴极:H‘+e一H(1一5)ZH一H:(1一6)总反应为:Fe+HZCO:,一FeCO:,+HZ(1一7)由于碳酸的二级电离非常微弱,甚至可忽略不计,所以可以认为溶液中的碳酸是以+H和HC仇一形式存在的,因此反应产物中大多数物质不是FCeO。而是e(HCO:,)2。Fe(HCO办2在高温下不稳定,发生分解:Fe(HCO3)2一FeCO:,+H:O+COZ腐蚀产生的碳酸盐在钢铁表面不同区域之间形成了自催化作用很强的腐蚀偶,加快金属的腐蚀。CO:的腐蚀程度取决于温度、压力、C0:含量、水的pH值、水的组分、沉淀类型和流动条件,其主要影响因素是C02在水中的含量【‘6’。低硫油井或凝析气中,局部腐蚀要比均匀腐蚀严重得多,,碳钢坑蚀更严重,局部腐蚀出大小不同形状各异的腐蚀疤和沟槽;腐蚀穿透率也很,一般可达到10mm/a。COZ腐蚀产物为FeCO:,,含量高时呈灰白色,而且比较硬,酸起泡。(2)CO:腐蚀的特征在产生COZ腐蚀时,金属破坏的基本特征是局部腐蚀,但均匀腐蚀现象也很常见。均匀腐蚀的腐蚀速率主要由CO:的分压、温度、腐蚀产物的保护性、电解质液的成分和材料决定,而在局部腐蚀时,除上述因素外,流速、某些化学组分(如O:和H多)的存在、残余应力等都对其有影响。由此可以看出,COZ腐蚀的影响因很多,其中COZ分压、流速、pH值、温度和保护膜、溶液成分、材料成分等都影响腐蚀的非常重要的因素。国内外很多学者“了,进行了大量的研究,其目的在通过综合考虑各个方面的因素,制订出腐蚀速率预测模型,找到最切合实际的防止COZ腐蚀的方法。(3)COZ腐蚀的危害硕士学位论文C02腐蚀是石油天然气工业中一种常见的腐蚀类型。随着我国西部油田的开及深井的开采,COZ腐蚀已成为困扰我国石油工业发展的一个极为突出的问题。原油和天然气中存在的COZ和氯离子等腐蚀介质,不仅会加速钢的腐蚀速度和引局部腐蚀,而且由于钢渗氢速度的加速而引起材料氢脆,最终造成材料的失效。CO:引起钢铁迅速地全面腐蚀和严重的局部腐蚀,使管道和设备过早失效,往往还会造成严重事故。如华北油田58号井由于COZ将油管腐蚀的千疮百孔,形同筛网,仅用18个月就报废;渤海海上油田13一n井的套管内侧,在水蒸气冷凝成水膜并有C02存在时,发生严重的腐蚀破坏。(1)H,S腐蚀机理【‘8’硫化氢是由于含硫油田伴生气在水中的溶解或硫酸盐还原菌的分解而产生的:IOH++5042一+4Fe一HZSt+4FeZ++4HZO硫