一、概述(shu)石油工業 


  石(shi)(shi)油工業是(shi)由(you)石(shi)(shi)油勘探,鉆(zhan)井,開發,采(cai)油,油氣(qi)集輸,油氣(qi)處理(li),油氣(qi)儲存、運輸、石(shi)(shi)油煉制等(deng)環節(jie)組成的(de)。由(you)于石(shi)(shi)油工業中的(de)特殊環境,采(cai)用的(de)材料幾乎都(dou)是(shi)金(jin)屬(shu),而且金(jin)屬(shu)設備在(zai)每(mei)一個環節(jie)都(dou)存在(zai)腐蝕現象。 


  石油工業中的設備(bei): 


  油氣井設備:鉆具(ju)、鉆桿、井筒、套管和井口裝置。  


  集(ji)輸(shu)(shu)設(she)備:輸(shu)(shu)油氣管線、回注(zhu)管線、閥門、壓力容器和儲罐。  


  煉化(hua)設備(bei):常(chang)減壓裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)裂(lie)化(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、延(yan)遲焦化(hua)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、催(cui)化(hua)重整裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)、制氫裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)等(deng)。



二、石油工業中的腐蝕現狀與危害 


  石(shi)油產(chan)業(ye)中(zhong)的腐(fu)蝕造(zao)成的經(jing)濟損(sun)失越占產(chan)值(zhi)的6%。腐(fu)蝕事件頻繁發生 。


  某油田(tian)(小(xiao)型油田(tian))1993年(nian)有(you)400多口油井(jing)因(yin)井(jing)下管柱或(huo)共居(ju)的腐(fu)蝕而頻繁停產作業(ye),100多口注(zhu)水井(jing)套管因(yin)腐(fu)蝕穿孔,更換注(zhu)水井(jing)套管耗費3950萬元。


  勝利油(you)田某(mou)油(you)區(qu)金屬集輸管(guan)道均勻腐(fu)蝕速度高(gao)達14mm/a,嚴重的不(bu)到(dao)半年就(jiu)穿孔(kong),造成(cheng)大量油(you)水外泄,大面積污染(ran)環境,不(bu)到(dao)兩年就(jiu)被迫(po)全部(bu)更新(xin)。 


  石油工(gong)業的腐蝕還會(hui)導(dao)致嚴(yan)重(zhong)(zhong)的環境污(wu)染,例如1994年俄羅斯(si)的集(ji)輸管線破裂,原油泄漏(lou),導(dao)致嚴(yan)重(zhong)(zhong)的環境污(wu)染。 


  我國有(you)相當(dang)多的油(you)(you)氣構造含(han)(han)有(you)CO2 ,如(ru)華北油(you)(you)田(tian)留路地區(qu)伴(ban)生氣中(zhong)CO2平均含(han)(han)量達42%,該區(qu)塊自1984年4月開采到1985年7月,就(jiu)有(you)3口(kou)高(gao)產井(jing)因(yin)油(you)(you)管和套(tao)管受(shou)CO2腐(fu)蝕(shi)而報廢(fei),直接經濟損失上千萬(wan)元(yuan)。從(cong)穿孔的形(xing)(xing)狀看,大部分呈圓形(xing)(xing)或橢圓形(xing)(xing),外小內大,呈八字形(xing)(xing),說明油(you)(you)管的腐(fu)蝕(shi)是(shi)從(cong)管內開始的。



三、酸性氣田中的鉆井(jing)系(xi)統的腐蝕


   A、腐蝕(shi)環(huan)境(jing)  


   腐(fu)蝕的(de)對象:油管、套管、井下工(gong)具(ju)。 腐(fu)蝕性物質:CO2、H2S和采出水(shui)、微生物。 


   腐蝕(shi)介(jie)質:腐蝕(shi)介(jie)質包含大氣、鉆(zhan)井液和(he)地層產(chan)出。H2S、CO2、O2、Cl-和(he)水(shui)分是主要腐蝕(shi)物質。 


  B、腐蝕(shi)類型:    


   1. 一(yi)般電(dian)化學腐蝕;    


   2. 由于抽油(you)(you)桿(gan)、活塞、閥等是處于運動狀(zhuang)態,因此(ci)遭受嚴(yan)重的(de)磨損腐(fu)蝕。在(zai)含(han)(han)水高又含(han)(han)較(jiao)高的(de)H2S的(de)油(you)(you)井中,由于腐(fu)蝕疲勞、氫脆(cui)、應力腐(fu)蝕等原(yuan)因,經常出(chu)現(xian)抽油(you)(you)桿(gan)的(de)斷裂; 


    a. 氧氣造成的腐蝕 


    氧(yang)的(de)(de)(de)(de)腐(fu)(fu)蝕性受氧(yang)濃度、溫度、pH值(zhi)等因素(su)的(de)(de)(de)(de)制約。單一的(de)(de)(de)(de)氧(yang)腐(fu)(fu)蝕是均勻腐(fu)(fu)蝕,大氣中(zhong)的(de)(de)(de)(de)鉆(zhan)井設備腐(fu)(fu)蝕就是氧(yang)腐(fu)(fu)蝕的(de)(de)(de)(de)典(dian)型代表。飽(bao)和鹽(yan)水(shui)鉆(zhan)井液中(zhong)含溶解氧(yang)量(liang)少,其腐(fu)(fu)蝕性弱。


    b. 硫化氫造成的(de)腐蝕,硫化氫腐蝕表現的(de)形式有以下幾(ji)種:


     ①. 電化學腐蝕。 


     ②. 氫誘發裂紋(HIC)和氫鼓(gu)泡(HB) 。


        HIC:金屬表面空(kong)隙中含有過高的氫(qing),造成(cheng)金屬表面出現裂紋。   


        HB:由(you)于(yu)金(jin)屬(shu)中過高的氫內壓使金(jin)屬(shu)在表面(mian)或(huo)表面(mian)下面(mian)形(xing)成鼓泡(pao)的現象。 



     ③. 硫(liu)化物應力開裂(SSCC)。


      干硫化氫(qing)無(wu)腐蝕性,硫化氫(qing)濃(nong)度(du)200-400mg/L時腐蝕速率最大、氯離(li)子、二氧化碳等有促進作用(yong)、酸(suan)性溶液中明顯(xian) 。


    c. 二氧化碳造成的(de)腐蝕 


     干二氧(yang)化碳(tan)是一種非(fei)腐蝕性(xing)氣體.但是當存(cun)在(zai)水時,水與(yu)二氧(yang)化碳(tan)反應生(sheng)(sheng)成(cheng)碳(tan)酸(suan),引起腐蝕作用。碳(tan)酸(suan)與(yu)鐵反應生(sheng)(sheng)成(cheng)碳(tan)酸(suan)鐵,管材成(cheng)片狀脫落,減少(shao)管壁厚度。


     二氧(yang)化(hua)碳分(fen)壓(ya):0.021MPa以(yi)下腐(fu)蝕很輕微,溫(wen)度(du):60℃以(yi)下,無保(bao)護性(xing)產物膜生成,60~110 ℃,易出(chu)現局部(bu)腐(fu)蝕,150 ℃以(yi)上,腐(fu)蝕速率下降(jiang)。 CO2/H2S分(fen)壓(ya)比:小于500,硫化(hua)氫腐(fu)蝕為主(zhu),大于500,二氧(yang)化(hua)碳腐(fu)蝕為主(zhu) 。



四(si)、鉆(zhan)井(jing)液造成的腐蝕(shi) 


    降低鉆井(jing)液的(de)腐(fu)蝕性方法主要有:1. 添(tian)加(jia)除(chu)氧(yang)劑(ji) 、2. 添(tian)加(jia)緩蝕劑(ji)、3. 添(tian)加(jia)除(chu)硫劑(ji) 、4. 提高pH值、5. 消除(chu)腐(fu)蝕環境 



五(wu)、集輸管線的(de)外(wai)腐蝕


    集輸(shu)站外埋地(di)管線、沿線土(tu)壤的腐蝕(shi)性及沿線防腐保溫結構的施工質量(liang)差、老化破損等導致管線外腐蝕(shi)。


    管線外(wai)腐(fu)(fu)蝕的原(yuan)因如下(xia): 1. 土壤腐(fu)(fu)蝕性;2. 土壤的宏電(dian)池腐(fu)(fu)蝕;3. 保溫層破壞;4. 防腐(fu)(fu)層質量差;5. 細菌(jun)。


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