一、概述石油工業 


  石(shi)油(you)(you)(you)工(gong)業(ye)是(shi)由(you)石(shi)油(you)(you)(you)勘(kan)探,鉆(zhan)井,開發,采(cai)油(you)(you)(you),油(you)(you)(you)氣(qi)集輸,油(you)(you)(you)氣(qi)處理,油(you)(you)(you)氣(qi)儲存、運輸、石(shi)油(you)(you)(you)煉制等環節組成的(de)。由(you)于石(shi)油(you)(you)(you)工(gong)業(ye)中(zhong)的(de)特殊環境,采(cai)用的(de)材料幾乎都(dou)是(shi)金屬,而且(qie)金屬設備在每一(yi)個環節都(dou)存在腐蝕現象。 


  石油工業中(zhong)的(de)設備: 


  油氣井設(she)備(bei):鉆具(ju)、鉆桿、井筒(tong)、套(tao)管和井口裝置。  


  集輸設備:輸油氣管線、回注管線、閥門、壓力(li)容器和儲罐(guan)。  


  煉化設備:常減壓裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、催(cui)化裂化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、延遲(chi)焦化裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、催(cui)化重整裝(zhuang)置(zhi)(zhi)、制氫裝(zhuang)置(zhi)(zhi)等(deng)。



二(er)、石油工(gong)業中(zhong)的(de)腐蝕現(xian)狀與危害 


  石油產業(ye)中的腐蝕造成的經濟損失越占產值(zhi)的6%。腐蝕事件頻繁(fan)發生 。


  某(mou)油(you)田(小型油(you)田)1993年(nian)有400多口油(you)井(jing)因井(jing)下(xia)管柱(zhu)或共居的腐蝕(shi)而頻繁停產(chan)作業,100多口注水井(jing)套管因腐蝕(shi)穿孔,更換注水井(jing)套管耗費3950萬元(yuan)。


  勝利(li)油田某油區(qu)金屬集輸管道(dao)均勻(yun)腐蝕速度高達14mm/a,嚴重的不(bu)到半年(nian)(nian)就(jiu)穿孔,造成大量油水(shui)外泄(xie),大面積污染環境,不(bu)到兩年(nian)(nian)就(jiu)被迫全部更新。 


  石(shi)油工業的(de)腐蝕還會導致嚴(yan)重的(de)環(huan)境(jing)污染(ran),例(li)如1994年俄羅斯(si)的(de)集輸管線破裂,原油泄漏(lou),導致嚴(yan)重的(de)環(huan)境(jing)污染(ran)。 


  我國有(you)(you)相當多(duo)的(de)油(you)氣構(gou)造(zao)含(han)有(you)(you)CO2 ,如華北油(you)田留路地區(qu)伴生氣中(zhong)CO2平(ping)均含(han)量達42%,該區(qu)塊自1984年4月(yue)開采到1985年7月(yue),就(jiu)有(you)(you)3口高產井(jing)因油(you)管和套管受CO2腐(fu)蝕(shi)而報廢,直接經濟損失上(shang)千萬元。從穿孔(kong)的(de)形(xing)狀看,大部分呈圓(yuan)形(xing)或(huo)橢圓(yuan)形(xing),外小內(nei)大,呈八字(zi)形(xing),說明油(you)管的(de)腐(fu)蝕(shi)是(shi)從管內(nei)開始(shi)的(de)。



三(san)、酸性氣田(tian)中的鉆井(jing)系統的腐蝕(shi)


   A、腐蝕環境  


   腐蝕的對象(xiang):油管、套(tao)管、井下工具。 腐蝕性物質:CO2、H2S和采出水、微生(sheng)物。 


   腐蝕介質(zhi):腐蝕介質(zhi)包含大氣、鉆(zhan)井液和地層產(chan)出(chu)。H2S、CO2、O2、Cl-和水分是主要腐蝕物質(zhi)。 


  B、腐(fu)蝕類型:    


   1. 一般電化學腐蝕;    


   2. 由(you)于抽油桿、活塞、閥(fa)等是處(chu)于運動(dong)狀態,因(yin)此遭受嚴重的磨損(sun)腐蝕。在含水高又(you)含較高的H2S的油井中,由(you)于腐蝕疲(pi)勞、氫脆、應力(li)腐蝕等原因(yin),經常出(chu)現抽油桿的斷裂(lie); 


    a. 氧(yang)氣造成的(de)腐蝕 


    氧的腐(fu)蝕(shi)性受氧濃度、溫度、pH值等因素的制(zhi)約。單一的氧腐(fu)蝕(shi)是均勻腐(fu)蝕(shi),大氣(qi)中的鉆井(jing)設備腐(fu)蝕(shi)就是氧腐(fu)蝕(shi)的典型代(dai)表。飽和鹽水鉆井(jing)液中含(han)溶解氧量少,其(qi)腐(fu)蝕(shi)性弱(ruo)。


    b. 硫(liu)化氫造成的(de)腐(fu)蝕(shi),硫(liu)化氫腐(fu)蝕(shi)表(biao)現的(de)形式有以下幾(ji)種(zhong):


     ①. 電化學腐(fu)蝕。 


     ②. 氫誘發裂(lie)紋(HIC)和氫鼓泡(pao)(HB) 。


        HIC:金屬表(biao)面空隙中含有過高的(de)氫,造成金屬表(biao)面出現(xian)裂紋。   


        HB:由于金(jin)屬中(zhong)過高的氫內(nei)壓使金(jin)屬在表面或表面下(xia)面形成鼓泡的現象(xiang)。 



     ③. 硫化物(wu)應力(li)開(kai)裂(SSCC)。


      干硫化氫無(wu)腐蝕(shi)性,硫化氫濃(nong)度200-400mg/L時腐蝕(shi)速率最大(da)、氯離子、二氧化碳等有促進作用、酸性溶液中明顯 。


    c. 二氧化碳(tan)造成的(de)腐蝕(shi) 


     干二氧(yang)化(hua)碳是一(yi)種非腐蝕(shi)(shi)性氣(qi)體.但(dan)是當(dang)存在水(shui)時,水(shui)與二氧(yang)化(hua)碳反(fan)應生成碳酸,引起腐蝕(shi)(shi)作用。碳酸與鐵反(fan)應生成碳酸鐵,管(guan)材成片狀脫落,減少(shao)管(guan)壁厚度。


     二(er)氧(yang)化碳(tan)分壓(ya):0.021MPa以下(xia)腐(fu)蝕(shi)很輕微,溫度:60℃以下(xia),無保護性(xing)產(chan)物膜生成,60~110 ℃,易(yi)出現局部腐(fu)蝕(shi),150 ℃以上(shang),腐(fu)蝕(shi)速率下(xia)降。 CO2/H2S分壓(ya)比:小于500,硫化氫(qing)腐(fu)蝕(shi)為主(zhu),大于500,二(er)氧(yang)化碳(tan)腐(fu)蝕(shi)為主(zhu) 。



四(si)、鉆井液造成的腐(fu)蝕 


    降低鉆井液(ye)的腐(fu)蝕性方法主要有(you):1. 添(tian)加除(chu)氧劑(ji) 、2. 添(tian)加緩蝕劑(ji)、3. 添(tian)加除(chu)硫劑(ji) 、4. 提高(gao)pH值、5. 消除(chu)腐(fu)蝕環(huan)境 



五(wu)、集(ji)輸管線的外腐蝕


    集輸站(zhan)外埋地管線、沿線土壤的(de)腐蝕(shi)(shi)性及沿線防腐保(bao)溫結構的(de)施(shi)工質量差、老化破(po)損(sun)等導致管線外腐蝕(shi)(shi)。


    管(guan)線外腐(fu)蝕(shi)(shi)的原因(yin)如下: 1. 土(tu)壤腐(fu)蝕(shi)(shi)性;2. 土(tu)壤的宏(hong)電池(chi)腐(fu)蝕(shi)(shi);3. 保溫層破(po)壞;4. 防腐(fu)層質(zhi)量(liang)差;5. 細菌。


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