油气田气田腐蚀与防腐技术
油气田井下油管的防腐技术
油气田井下油管的防腐技术在石油工业中起着至关重要的作用，可以延长油管的使用寿命、提高生产效率，并保证油气的安全输送。
以下是一些常见的油气田井下油管防腐技术：
1. 油管涂层防腐技术
-环氧涂层：环氧涂层是最常用的油管防腐材料之一，具有良好的耐腐蚀性能和粘附性，可以有效防止金属表面受到腐蚀。
-聚乙烯涂层：聚乙烯涂层具有良好的机械性能和耐腐蚀性能，广泛应用于海底油气管道等环境中。
-聚胺脂涂层：聚胺脂涂层具有优异的耐化学腐蚀性能和耐磨损性能，适用于高腐蚀环境下的油管防腐。
2. 阴极保护技术
-镀锌：将油管表面镀上一层锌，利用锌的阳极保护作用保护油管不受腐蚀。
-牺牲阳极保护：在油管系统中加入一些更容易氧化的金属，如锌、铝等，使其成为“牺牲阳极”，保护油管不受腐蚀。
3. 管道涂层检测技术
-非破坏检测：采用超声波、X射线、磁粉探伤等非破坏检测技术对油管涂层进行定期检测，及时发现问题并进行修复。
-电化学阻抗谱分析：通过电化学阻抗谱分析技术，监测涂层的电化
学性能变化，评估防腐涂层的状况和耐腐蚀性能。
4. 管道防腐维护管理
-定期检查维护：定期对油管涂层进行检查和维护，及时修复涂层损坏或腐蚀部位。
-建立档案记录：建立完善的管道防腐维护档案，记录每次维护和检测的结果，制定科学的预防性维护计划。
通过以上技术手段和管理措施，可以有效延长油气田井下油管的使用寿命，确保油气输送系统的安全稳定运行。
同时，保障油气资源的开发利用，促进石油工业的持续发展。
油气田的腐蚀特征及控制技术PPT课件
– 固体力学化学腐蚀 • 腐蚀疲劳、应力腐蚀、硫化物应力开裂、氢致开裂等
按腐蚀破坏特征：
– 全面腐蚀：分布整个表面，可是均匀的，也可是不均匀的 – 局部腐蚀：小孔腐蚀、电偶腐蚀、氢脆、应力腐蚀破裂、晶间腐蚀、
缝隙腐蚀、选择性腐蚀、细菌腐蚀、其它腐蚀（如沉积腐蚀、浓差电 池腐蚀、冲刷腐蚀等）
– 研究机构 -- Ohio大学、Tulsa大学、挪威能源研究院 （IFE）、英国利兹大学、加拿大CANMET、德国 Iserlohn应用科学大学、美国西南研究院等
14.10.2020
.
14
1.2.1 CO2 腐蚀
CO2 溶于水: CO 2gas CO 2aq
溶解的CO2水合过程:
C 2 ( a O )q H 2 O ( a)q K h y H 2 d C 3 ( a O )q
向参加培训的各位学员问好 大家辛苦了！
白真权 中国石油天然气集团公司管材研究所
2020年10月14日
油气田的腐蚀特征及控制技术
14.10.2020
.
2
提纲
第一部分：油气田腐蚀类型、特征及研究热点
– 油气田腐蚀类型与特征 – 几种典型的油气输送管道腐蚀类型及其关注点 – 腐蚀与防护国内外发展趋势
第二部分：油气田腐蚀控制技术
• 过去关于高温高压CO2腐蚀和多相流冲刷腐蚀研究不多，而实践证 明这两种腐蚀，越来越成为油气田的主要危害
14.10.2020
.
11
1.1 油气田腐蚀类型与特征……腐蚀类型
分类方式
主要研究内容
腐蚀环境
CO2 腐蚀、H2 S腐蚀、溶解盐类腐蚀、酸腐 蚀、水腐蚀、大气腐蚀、细菌腐蚀、土壤腐蚀、 杂散电流腐蚀、铁离子腐蚀、原电池腐蚀、 Ca、Mg、Zn等的浓缩卤盐腐蚀、凝析气相腐 蚀等
海上油气田CO2／H2S腐蚀控制
溶解的 ｌｓ Ｈ ・ ｌ／（ｇＬ ） ２ －
图 １ Ｈ Ｓ的 不 同溶 解 度 对碳 钢 腐 蚀 的 影 响 ：
１２ ２ 溶解 氧 的影 响 ．．
的溶解 盐类 。在质 量浓 度低 的情 况下 ， 这些 盐类 不
油气 田采 出水 中含 有 的氧一 般 由注入水 携带 。
和海底集输管道腐蚀 ， 造成泵漏 、 管漏、 杆管断脱和 井下 工具 密封失 效 等 事 故 ， 生 产 带来 极 大 危 害 ， 给
且造 成重 大经济 损失 。
１ 海 上油气 田腐 蚀现 状分 析 １ １ 溶解盐 类 的影响 ．
化学腐蚀产生氢 ， 氢原子向钢铁 内部渗透 ， 从而导 致 氢损伤 ， 在很 低 的 拉 应力 下 就 可 能发 生 破 裂 ， 因 此在 Ｈ ｓ 腐蚀严重地区， 抽油杆断裂会更频繁。
张 强 李家锋 孙爱平
（ 中国海洋石油能 源发展股 份有 限公 司 ， 广东 湛江 ５４ ５ ） ２０ ７
摘要： 根据 中国海 洋石油 南海 西部各油 气田的 实际情 况 ， 结合水质特 点分析 了采 油平 台、 输油管 道、 水处理 系统和生产 管汇腐蚀的原 因以及影响 因素。阐述 了海上油气田腐蚀 机理 ， 出了海上油气 提
田 开 采 的 防腐 蚀 措 施 。
关键词 ： 海上油气 田
水质
Ｃ２ ｏ 腐蚀
Ｃ ：Ｈ Ｓ Ｏ ／ ： 腐蚀
影 响因素
防护方法
中图分类号 ：Ｇ ７ ． Ｔ １２６
文献标识码： Ａ
文章编号 ：１７－ １Ｘ［０ ０ ０ ００ ０ １０ ０５ ２ １ ）２－ ０ １— ６ ３
随着海上 油气 田注水 开 发 的深 入 ， 大部 分地 区 进 入高 含水开 发期 ， 由于其 水 质 矿 化 度较 高 、 蚀 腐 介 质质量 浓度 大 和注 海 水均 会 导 致 油 井 井 下设 备
油气田开发中CO2腐蚀机理及防腐方法研究进展
破坏 ； 冲刷 腐蚀 ， 腐蚀产 物膜会被气 流带走 ， 不断使 金属
表 面裸露 ， 加 剧腐蚀 ， 有研究表 明Ｅ ２ ］ 。 如果气 体流速 增加 备与 油管 内 ； 坑点腐蚀 （ 坑蚀 ） ， 大量实 验证 明 ， Ｃ Ｏ 腐 蚀
最 典 型 的特 征 是 呈 局 部 性 的 坑 蚀 ，这 种 腐 蚀 穿 透 率 很
在100oc以上的高温环境中使用因为炔基化合物的目前缓蚀剂的研究虽取得了一定进步但总体上叁键与金属具有较强的结合力聚合后产生多层聚合还很薄弱新型缓蚀剂的研究工作仍然建立在假设和大膜与长链含氮化合物的屏蔽功能同时作用加强了防量探索性试验的基础上成本高周期长而且带有很大腐效果
７ ８ 天 然 号 与 石 油 ２ ０１ ５年 ０ ４月
防护效果好 、 方法简便 、 成本低 、 适用 性强等特 点 ， 使用性高。通过对 目前 油气 田开发过程 中防腐方
法的调研 ． 提 出 了防 腐 方 法 的选 择 依 据 和 缓 蚀 剂 的研 究建 议 。 关键 词 ： Ｃ Ｏ ； 腐蚀 ； 腐蚀机理 ； 防腐 方 法
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ６ — ５ ５ ３ ９ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ２ ． ０ １ ７
产 物膜 能够 与碳 钢形成 电偶 腐蚀 。
高， 每年可达到数毫米。 Ｃ Ｏ 腐蚀会破坏大量有用材料 使设备 失效 ， 甚至引
发灾 难性后 果 。例 如 ， Ｌ ｉ ｔ ｌ ｔ ｅ ｃ ｒ ｅ ｅ ｋ油 田在不采 取任何 防 覆盖 Ｆ ｅ Ｃ Ｏ 的区域之间构成了电偶腐蚀。 Ｒ ｌ ｅ ｓ ｅ ｎ ｆ ｅ ｌ ｄ Ｆ Ｃ等
因 素 和 主要 防 腐 措 施 ， 提 出 油 气 田开 发 中 防腐 措 施 的 选 择标准 。
油气田腐蚀防护技术综述
[收稿日期]2008208205 [作者简介]吕瑞典(19562),男,1982年大学毕业,教授,现从事石油矿场机械的教学和科研工作。
油气田腐蚀防护技术综述 吕瑞典,薛有祥 (西南石油大学,四川成都610500)[摘要]通过查阅大量油气田腐蚀防护相关文献,总结归纳了油气田经常使用的腐蚀防护技术,简要介绍了一些防腐新技术,并对油气田的腐蚀防护提出了些许建议,旨在提高油田腐蚀防护水平,加强腐蚀防护研究与应用,为安全生产提供一个强有力的支撑。
[关键词]油气田;腐蚀防护;防腐技术;技术研究;井下设备[中图分类号]TE980[文献标识码]A [文章编号]100029752(2008)05203672031 油气田腐蚀防护油气田腐蚀往往造成重大的经济损失、人员伤亡和环境污染等灾难性后果,1969年英国Hoar 报告报道,英国每年因腐蚀造成的经济损失估计不少于23165亿英镑[1]。
我国对腐蚀损失统计表明,腐蚀造成的损失占国民经济的3%,对石油石化行业约在6%左右[2]。
据国外权威机构估计,如果腐蚀技术能够得到充分应用,腐蚀损失的30%～40%是可以挽回的[1]。
由此可见,提高腐蚀防护技术,加强腐蚀防护的研究与应用,不仅为安全生产提供一个强有力的支撑,而且给石油工业带来巨大的经济效益。
笔者通过总结,归纳出了目前油气田应用的7种主要腐蚀防护技术,并对油气田如何采用腐蚀防护措施提出拙见。
2 腐蚀防护技术在油气田的应用油气田腐蚀类型众多,腐蚀状况严峻。
其腐蚀有3个显著的特点:气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质;高温或高压环境;H 2S 、CO 2、O 2、Cl -和水为最主要的腐蚀介质。
现场一般采用如下7种腐蚀防护措施。
211 正确选材根据油气田实际腐蚀因素,正确选材对降低事故发生,提高工作效率意义重大。
如长庆油田[3]针对油井油管腐蚀穿孔断裂十分严重的状况,选用了高Cr 、Mo 低S 、P 耐腐蚀合金油套管,以提高井下管柱的抗蚀能力。
油气田CO2腐蚀及防控技术
油气田CO2腐蚀及防控技术摘要：在油气田开发中，大力开展二氧化碳驱油技术以提高采收率，该技术不仅适合于常规油藏，尤其对低渗及特低渗油藏，有明显驱油效果。
目前大港油田已规模实施二氧化碳吞吐，取得了显著成效，但CO2导致严重腐蚀问题，研究腐蚀机理及防控技术尤其重要，以形成一套完整有效的防腐技术。
关键词：CO2；腐蚀机理；影响因素；防控技术随着油田二氧化碳吞吐技术的规模实施，腐蚀问题越来越严重，在吞吐和开井生产过程中采取相应的防控措施至关重要。
CO2腐蚀防治是一项系统工程，需要先研究其腐蚀机理及腐蚀情况，采用多种防腐技术，以起到对油杆、油管、泵以及地面集输系统的有效保护。
目前大港油田研究形成了以化学防腐技术为主、电化学保护和材料防腐为辅的防控技术，可实现井筒杆管、套管、地面管线设备的全流程防护。
1CO2腐蚀机理CO2腐蚀机理可以简单理解为CO2溶于水后生成碳酸后引起的电化学腐蚀。
由于水中的H+量增多，就会产生氢去极化腐蚀，从腐蚀电化学的观点看，就是含有酸性物质而引起的氢去极化腐蚀[[1]]。
腐蚀机理主要分为阳极和阴极反应两种。
在阴极处，CO2溶于水形成碳酸，释放出H+，它极易夺取电子还原，可促进阳极铁溶解而导致腐蚀。
阳极反应：Fe → Fe2+ + 2e-阴极反应： H2CO3→ H+ + HCO3-2H+ + 2e → H2↑碳酸比相同pH值下的可完全电离的酸腐蚀性更强，在腐蚀过程中，可形成全面腐蚀和局部腐蚀。
全面研究二氧化碳的腐蚀机理十分关键，2CO2腐蚀影响因素二氧化碳对金属材料的腐蚀受多种因素影响，有材质因素、压力、温度、流速、pH、介质中水和气体、有机酸、共存离子、细菌腐蚀等，本文主要介绍三种重要因素。
2.1 二氧化碳压力碳钢等金属的腐蚀速度随二氧化碳分压压力增大而加大，溶于水介质中CO2的含量增大，酸性增强，H+的还原反应就会加速，腐蚀性加大。
通过高温高压动态腐蚀评价来验证压力的影响，选取二氧化碳不同压力作为试验条件，对采出液在不同压力下评价腐蚀性。
石油油气管线 腐蚀防腐措施
石油油气管线腐蚀防腐措施1、选用耐腐蚀性好的管材使用抗腐蚀合金管材的防腐蚀效果好，管线寿命长，但合金钢管材的价格高，而油气管线长，覆盖面广，由此一来将大大增加成本，因此耐腐蚀性管材应选择性使用，可在腐蚀环境恶劣的管线区段重点使用。
2、添加缓蚀剂（电火花检测仪）在腐蚀环境中加入少量缓蚀剂，能和金属表面发生物理化学作用，形成保护层，从而显著降低金属的腐蚀。
添加缓蚀剂不需要改变金属挂件的性质，具有经济、适应性强和效率高等优点。
对于油管内表面腐蚀，可在不更换现有管材的情况下使用专用缓蚀剂来控制腐蚀。
3、涂层保护（涂层测厚仪）通过相应的工艺处理，在金属表面形成抑制腐蚀的覆盖层，可直接将金属与腐蚀介质分离开，从而达到防腐的效果。
大气腐蚀广泛存在油气输送管线中，是一种常见的腐蚀失效形式。
科电公司专业生产电火花检漏仪DJ-6系列能够检测耐腐蚀、透气性和渗水性有要求，附着力要求良好。
管道防腐测的快速检测技术，防腐层腐蚀状况尤其是对防腐层破损点的精确定位并及时修补，是管道业主最为关心的问题。
有电压法和电源法两个原理。
燃料油管线的腐蚀原因及其防腐对策一、油气田的腐蚀原因地下燃料油输送管道所采用的材质大多为A3钢和16MN钢等钢质管道。
造成这些地下钢质管道腐蚀的原因主要有以下3种。
电化学腐蚀。
钢质管埋人地下之后, 处于土壤、地下水的环境作用之下。
土壤具有多孔性,极易吸收地下水, 有时, 即便肉眼看上去是干燥的情况也还会有水以分子状态吸附在土壤的孔隙或表面而地下水中有溶解氧的存在, 当溶解氧与管壁窦属作用时, 铁便由原子态变成离子态, 氧在获取了铁释放出来的电子后, 在水的作用下生成了氢氧根。
在地下水及其溶解氧的不断作用下, 铁不断地溶解, 由此造成管壁局部减薄, 发展成为蚀坑, 这种腐蚀过程的不断发生与发展, 最终在管壁上形成一系列不同深度的蚀坑, 导致管道腐蚀漏油事故的发生。
杂散电流腐蚀。
沿规定回路以外流动的电流称杂散电流。
油井防腐蚀方法综述
油井防腐蚀方法综述【摘要】油气田井下油管的腐蚀问题非常严重，油井中的H2S及侵蚀性CO2与管柱接触后，会产生氢脆和应力腐蚀。
本文综述了常用的防腐蚀方法及其特点，通常采用的防腐方法有：采用耐腐蚀管材，涂镀层保护，注入缓蚀剂，定期更换管材等。
油井采用防腐蚀技术的应用，目的是为了改变油井井下作业周期短的生产难题，从应用情况来看，大多数油井取得了较为理想的防护效果，延长了油井的作业周期，减少了油井因腐蚀、结垢造成作业的频次，节约了费用，取得了良好的经济效益。
【关键词】油气田；腐蚀；缓蚀剂；结垢我国许多主力油田已进入中、高含水开发期，随着综合含水的不断上升，油气采集系统的腐蚀日趋严重，腐蚀成为影响管道系统可靠性及使用寿命的关键因素，是造成管道事故的最主要原因.由于原油中有大量侵蚀性物质存在，如CO2、H2S、Cl-、少量溶解氧和细菌等，受所有这些因素及其交互作用的影响，油管必然遭受严重的腐蚀，油田安全生产受到严重的威胁[1]。
1 油井防腐、防垢原理1.1 防垢原理防垢其原理是：阻垢药剂吸附在微晶体表面，破坏了晶体的晶格结构，造成晶格扭曲，不能形成稳定的晶形结构，阻碍了微晶的长大。
另外阻垢剂对Ca2+、Mg2+等阳离子的络合增溶作用，减少了与阴离子的接触，从而起到防垢作用。
化学药剂防垢是目前应用最多，技术最为成熟的阻垢方法之一。
1.2 防腐蚀原理材料和周围介质相作用，使材料遭受破坏或性能恶化的过程称为腐蚀。
金属在油田水中的腐蚀过程并不是独立进行的，腐蚀过程与结垢过程、细菌繁殖和沉积物形成过程密切相关，油田水中的溶解盐类对金属腐蚀有很大影响，其中最主要的是氯化物。
另一类最常见的引起金属腐蚀的物质是水中溶解的氧气、二氧化碳和硫化氢气体。
此外，油田水中存在的硫酸盐还原菌等微生物也会导致严重腐蚀。
防腐蚀就是减缓油井的腐蚀速度和除去已经产生的腐蚀成分，从而达到延长油管使用寿命，减少作业周期的效果。
控制腐蚀的主要途径有：（1）选用耐蚀金属材料或非金属材料；（2）选用耐蚀防腐涂层或阴极保护；（3）选择和投加针对性强的缓蚀剂、阻垢剂和杀菌剂等化学药剂，设法去除水中会引起腐蚀的成分；（4）选用耐蚀金属或非金属材料是解决油田腐蚀最彻底的方法，但由于投资高，一次性投入大，需根据经济评价来确定。
关于气田腐蚀原因及防腐措施探究
常平稳供气，影响下游用户的生产与生活。因此， 积极开展防腐工作，从油套管及地面管线腐蚀穿孔 原因入手，对腐蚀主次影响因素探究，并针对采用 防腐措施，对于气田平稳生产具有非常重要的实际 意义。
基金项目：国家重大科技专项“涪陵页岩气开发示范工程”（2016ZX05060） 作者简介：陈晓宇 (1989－) ，男，湖北省钟祥人，助理工程师，硕士，主要从事采气工艺、动态
开采面临的形势日趋复杂，面临着高温、高压、高矿化度地层水、细菌等问题。积极开展防腐工
作，可以延长设备管线的使用寿命。本文将从气田腐蚀原因入手，介绍对应防腐措施，以供相关
单位参考。
关键词：涪陵页岩气田 腐蚀原因 防腐措施
中图分类号：TE988
文献标识码：A
DOI：10.13726/ki.11-2706/tq.2020.09.095.02
的增加，势必引起氢去极化腐蚀，加速阳极端的腐 原有防腐措施的基础上，有针对性的展开了如下
蚀。从腐蚀电化学的角度看，就是含酸性物质引起 措施。
腐蚀研究 Corrosion Research
关于气田腐蚀原因及防腐措施探究
陈晓宇1 赵启宏2 郭 朴2
（1. 中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014；
2. 中国石化江汉油田采气一厂，重庆 404020）
摘 要：天然气是一种清洁低碳的化石能源。随着全球油气资源需求量的不断增长，天然气
在较多的腐生菌与铁细菌，硫酸盐还原菌很少。通
过腐蚀产物的理化实验、电镜扫描、X-射线衍射分
析，判断气田地面管线腐蚀主要由硫酸盐还原菌垢
下腐蚀。硫酸盐还原菌依靠氢化酶的作用，把SO42-
变
为
S
2
，
同
气井防腐
气井防腐气井腐蚀现状（重要性）随着我国石油天然气工业勘探的发展，含多种腐蚀介质的油气田相继出现，腐蚀问题越来越引起人我们的关注。
在国内的较大的油气田中，四川气田的开发一直伴随着腐蚀与防腐的问题，而腐蚀的发生大多是由于气井中还有H2S、CO2、Cl-、元素硫、细菌及水等介质，特别是在以上三种腐蚀因素同时存在的情况下，腐蚀原因更难以分析。
经过前人的多年探索，我们对于气井的腐蚀原因、机理、条件、特征、影响以及防腐措施都有了一定的认识，为了更好地开发利用这些资源，我们还会做更多进一步的研究。
气井腐蚀机理一、 CO2 凝析气藏气井油套管腐蚀1983年在苏北—南黄海盆地南部黄桥背斜带上钻探苏174井发现的黄桥CO2气田(为CO2 凝析气藏)，现已探明地质储量达261.48×108m3 , 为国内最大的CO2气田。
由于CO2 腐蚀的影响, 黄桥CO2气田在开采过程中经常发生气井油套管腐蚀穿孔、油管落井及采气树泄漏和地表泄漏等问题,使气田安全生产受到威胁,极大地影响了气田的开发效益,为此开展了有关研究工作。
对黄桥CO2凝析气藏气井油套管的腐蚀特征及腐蚀原因进行了分析, 并且对3种目前油套管常用的钢材进行了室内动态腐蚀评价试验;在此基础上,提出了CO2 凝析气藏气井油套管应选用9Cr管材的建议。
黄桥CO2凝析气藏气井油套管腐蚀主要表现为坑点腐蚀,其典型特征是呈现局部性的坑蚀、轮藓状腐蚀和台面状腐蚀,其中台面状腐蚀最为普遍。
CO2只有与水共存时才会发生电化学腐蚀。
通常, CO2 凝析气藏流体是由CO2、烃类和水组成的凝析气混合物。
图1显示了凝析气混合物从井底流入井口时在油套管内不同位置的相态变化情况。
凝析气混合物在从井底流入井口的过程中,在未达到水露点之前,凝析液不会析出,此时油套管为CO2润湿,不会发生腐蚀。
随着压力和温度的进一步降低,凝析油或凝析水会反凝析出来,从而使凝析气混合物在井筒内呈现两相流动;当凝析水吸附在油套管内表面时, 便会形成有利于CO2腐蚀的环境。
油气井CO2腐蚀与防
公司名称
开发技术公司调剖队
在没有电解质存在的条件下，CO2本身并不腐蚀金属， 这说明CO2腐蚀主要表现为电化学腐蚀，即由于天然气中 的CO2溶于水生成碳酸后引起的电化学腐蚀，CO2电化学 腐蚀原理及其总体基本化学反应可描述为：
CO2 H 2O Fe FeCO3 H 2↑
事实上，CO2腐蚀常常表现为全面腐蚀与典型沉积物下方 的局部腐蚀共存。然而，对于局部腐蚀机理的研究目前尚不 够深入和详尽。大体上来说，在含有CO2介质中，腐蚀产物 FeCO3及结垢物CaCO3或不同的生成物膜在钢铁表面不同 区域的覆盖度不同，不同覆盖度的区域之间形成了具有很强 自催化特性的腐蚀电偶，CO2的局部腐蚀正是这种腐蚀电偶 作用的结果
油田CO2腐蚀与防护
调剖队 陈星
公目司名录称
背景与前言 腐蚀的含义和类型 CO2腐蚀机理 CO2腐蚀的影响因素 CO2腐蚀的防护措施
公司名称
一、背景与前言
开发技术公司调剖队
腐蚀是现代工业中一种重要的破坏因素，是三大失效形式之一，在目前的油 田生产过程中，腐蚀所造成的损失也十分巨大。油田开采过程中存在的腐蚀有 很多种，其中CO2腐蚀是世界石油工业中一种常见的腐蚀类型，也是困扰油气 工业发展的一个极为突出的问题。
态，材料表面垢沉积状态，垢的结构与性质等；二是材料因素，包 括材料的种类，材料中合金元素Cr、C、Ni、Si、Mo、Co等的含量， 热处理制度及材料表面膜等。
公司名称
公司名称 CO2腐蚀的影响素
开发技术公司调剖队
温度是二氧化碳腐蚀的主要影响因素，在室温以下，暴露在二氧
化碳水溶液中的碳钢表面形成的是一种透明的腐蚀钝化膜，据分析 其中不含有碳酸盐离子，这种膜不是热力学最稳定状态，因而对金 属不具有良好的保护性；当温度升高到50--60℃时，虽然腐蚀速率 增大了，但同时也有利于碳酸盐腐蚀产物膜的形成，这种腐蚀产物 溶解性低，具有良好保护作用，此时以均匀腐蚀为主；当温度继续 升高至60℃以上时，金属表面有碳酸亚铁生成，腐蚀速率由穿过阻 挡层传质过程决定，即垢的渗透率、垢本身固有的溶解度和流速的 联合作用而定；在60--110℃范围内，腐蚀产物厚而松、结晶粗大、 不均匀、易破损，所以局部孔蚀严重；当温度高于150℃时，腐蚀 产物细腻、紧密、附着力强，分析其中含有磁性氧化铁生成，于是 腐蚀率下降，具有一定的保护作用。 另外，温度的变化又通过改变介质的PH值的方式影响着腐蚀速率。
油气田井下油管的防腐技术
油气田井下油管的防腐技术油气田井下油管的防腐技术是为了保护油管不被腐蚀或受损，延长其使用寿命并确保油气输送的安全性。
以下是几种常见的井下油管防腐技术：1. 耐蚀涂层技术：在油管表面涂覆耐蚀涂层是一种常用的防腐技术。
这些涂层可以是有机涂层，如环氧树脂、聚乙烯等；也可以是无机涂层，如锌、铝等金属涂层。
涂层的选择要根据环境条件确定，以提供最佳的防腐效果。
2. 阴极保护技术：阴极保护是一种通过施加电流，使油管成为阴极，从而降低其对应腐蚀的技术。
常见的阴极保护方法有两种：外部阴极保护和内部阴极保护。
外部阴极保护是通过在油管周围埋设阳极，并连接到直流电源上，以形成阴极保护电位。
内部阴极保护是在油管内部放置阳极，通常是以镁合金或铝合金制成，然后通过电流源供电。
3. 电泳防腐技术：电泳防腐技术是将油管浸入特定的涂料中，形成一个带电颗粒悬浮液，然后在外加电场的作用下，使涂层颗粒在油管表面均匀沉积。
这种方法可以形成均匀且致密的涂层，提供有效的防腐保护。
4. 高温耐蚀合金技术：对于高温、高压和腐蚀性介质环境下的油气田井下油管，常采用高温耐蚀合金材料进行防腐。
这些合金具有优异的耐腐蚀性能和高温稳定性，能够在恶劣环境中保护油管免受腐蚀损害。
5. 定期维护和检查：除了使用防腐技术，定期的维护和检查也是保护井下油管的重要手段。
定期清洗、除锈和重新涂覆涂层，及时修复损坏或脱落的涂层，对油管进行定期检查以发现并处理潜在腐蚀问题，都是关键的防护措施。
总之，井下油管防腐技术的选择和应用需要根据具体情况来确定，包括油气田环境条件、油气成分、运行压力和温度等。
合理选择和应用防腐技术，同时进行定期维护和检查，能够有效延长油管的使用寿命并保障油气输送的安全性。
油气田地面管道内腐蚀现状及防腐技术研究
油气田地面管道内腐蚀现状及防腐技术研究摘要：针对我国油气田地面管道腐蚀穿孔失效频发的难题，首先介绍了几种不同材质管道腐蚀和开裂失效案例，然后基于我国油气田大量地面管道腐蚀失效分析，总结了内腐蚀研究需关注的重点问题。
综述了缓蚀剂、内涂层、双金属复合管、非金属复合管等油气田地面管道常见的内腐蚀控制技术，以及内穿插修复、风送挤涂修复和局部补强修复等内腐蚀治理技术的原理、研究进展、现场应用效果等。
最后分析了油气田地面管道内腐蚀面临的难题和挑战。
关键词：油气田；地面管道；内腐蚀；原因防腐对策1管道内腐蚀原因及影响因素1.1内腐蚀原因管道内腐蚀主要是因为管道内的水分和微生物等物质的存在会与管道的油气混合物产生化学反应从而造成的管道内腐蚀。
油气中具有腐蚀性的气体主要有H2S、CO2、SO2及各种气体的混合物等，对于硫化氢气体，这种气体溶于水中会生成硫酸，硫酸具有强腐蚀性。
聚合物管道被H2S腐蚀后容易导致局部氢脆。
CO2溶于水后使得溶液PH值降低，产生HCO3-、CO32-离子，这些酸性物质容易与管道的铁质物质反应生成碳酸铁、碳酸亚铁等沉淀，不仅腐蚀铁还产生污垢堵塞管道。
二氧化硫与二氧化碳的腐蚀原理基本相同，二氧化硫溶于水与管道内的铁反应，生成硫酸亚铁可水解成三氧化二铁和硫酸根离子（SO42-），产生的硫酸根离子也具有腐蚀性。
同时，管道的内部中流体，在输送过程中也能对管内壁产生冲刷腐蚀，流体中含有沙块、碎屑等固相颗粒对管道内部磨蚀，结合腐蚀性气体，加速了管道内部的腐蚀。
1.2管道内腐蚀影响因素1.2.1硫化氢腐蚀硫化氢会在输送过程中离析出HS-和S2-等，其会吸附在金属的表面，这就增加了吸附复合物的含量，由于相应离子会造成金属点位移动，并且向着负值位移，这就会增加阴极释放出氢气的速度，获得电子的过程就削弱了金属键的强度，使得金属位置出现了腐蚀现象。
1.2.2二氧化碳腐蚀在集输管道内，二氧化碳气体和水发生反应，此时就会产生一定量的碳酸，碳酸在作用下电离出H+，电离后的H+直接还原，析出氢气值是，金属表面的HCO3-则处于浓度较低的状态，水也会被还原，析出氢气，形成点蚀作用。
油气田腐蚀检测技术
钢铁研究总院
材料的选择与腐蚀控制
• 材料选择是设计中的关键因素，依赖于经验、 知识、介质的工况条件
• 腐蚀控制 材料选择 涂层 阴极保护 缓蚀剂 镀层 热处理工艺
钢铁研究总院
腐蚀管理
• 文献查阅 现场资料调研
• 腐蚀监测与检测------腐蚀预测模型-----预 测腐蚀速率与腐蚀寿命---腐蚀风险与经 济分析
• 腐蚀预测模型-----建立模拟试验-----腐蚀 机理与规律研究----腐蚀控制措施研发和 实施
钢铁研究总院
腐蚀的原理
钢铁研究总院
腐蚀的原理
阳极区发生金属的溶解：
Fe＝Fe 2+ ＋ 2e 阴极区发生氧化剂的还原：
2H+ ＋ 2e ＝H2 腐蚀原电池中通过的电流I代表了金属的腐蚀速度： I＝ DE／R DE:阴、阳极间的电位差 R：回路电阻 若阴、阳极的位置相对稳定，就会产生局部腐蚀；若阴阳
Central Iron & Steel Research Institute
油气田工程项目
C I S R I 阴极保护防腐技术 及检测技术
钢铁研究总院青岛海洋腐蚀研究所
钢铁研究总院
腐蚀控制管理
• 安全生产是油气工业主要的议题,其中腐蚀控制 的方法和有效的实施是安全生产的必要组成部 分。
• 腐蚀管理程序是油气田腐蚀控制成功的关键因 素 ，这个程序包括材料的选择、腐蚀控制方法、 有效的实施和保证实施的管理系统。
钢铁研究总院
船舶外加电流阴极保护
钢铁研究总院
ICCP阳极的特点和优点
• 特点 • ICCP 阳极的使用寿命长。 • ICCP的阳极质量轻, < 10kg. • 阳极是由钛或者镀铂铌(或
井筒腐蚀机理与防腐技术应用
井筒腐蚀机理与防腐技术应用摘要随着采油二厂部分老油田持续开发，已进入中高含水开发阶段，油井腐蚀问题日益突出，部分新井投产半年检泵时就要大量更换油管杆。
因此，要以提高采油工艺技术管理水平和油田效益开发为目标，“一井一法一工艺”精细管理为手段，紧扣老油田降递减和精细管理两条主线，把套损井和高频井治理贯穿于采油工艺管理全过程，严格按照“高效、长寿、适用”的原则，选择矛盾区块，推广防腐、防垢、防偏磨技术应用的新成果，延長油井修井周期，提高套损井产能恢复率。
有必要对井筒腐蚀机理进行探讨，针对井筒腐蚀的特点提出针对性的解决方案，推广现场应用较好的工具和方法，对损害的防腐设施进行维护保养，让老油田重放光彩。
关键词井筒；腐蚀机理；防腐技术1 井筒腐蚀现状采油二厂全厂共有腐蚀井1634口，占总开井数的34.4%，其中腐蚀严重井330口，近年来呈上升趋势，主要分布在华152、华64等10个区块；多呈坑点状或多点连片状腐蚀，主要集中在下部油管或尾管处。
腐蚀形态主要表现为油管杆的坑点状腐蚀，腐蚀部位集中在下部油管、尾管及部分井上部油管丝扣处，套破井尾管腐蚀穿孔严重。
由于腐蚀造成的非正常停井逐年增加，给污水回注系统生产压力增大严重影响油田生产。
从统计来看7个作业区中一般腐蚀井167口，严重腐蚀井214口，平均腐蚀占有率33%，平均腐蚀速率0.1500mm/a，同时造成采出水系统设备及管网腐蚀严重，污水处理成本增加效果较差[1]。
2 腐蚀原理从热力学角度来说金属都是不稳定的和周围电解液接触就会发生腐蚀，腐蚀是一种自发的过程，这种自发的过程破坏了材料的性能，使金属材料向着离子化或化合物状态变化，金属的腐蚀形式多种多样分为化学腐蚀和电化学腐蚀。
在油气田的开发中，油水井管道和储罐以及各种工艺设备都会遭受严重的腐蚀，造成巨大的经济损失。
2.1 化学腐蚀通常是指在非电解质的环境中直接与金属发生的化学腐蚀反应，该腐蚀是表面性的，不易与金属发生更深层腐蚀。
油田防垢技术
3.6、常用的坊垢技术
常用的除垢技术：化学除垢、超声波除垢 常用的防垢技术： 1、化学防垢： 通过稀释和加入阻垢剂阻止或减缓结垢，其机理 为：稀释作用、增溶作用、分散作用、静电斥力作 用、晶体略变作用、去活化作用。增溶作用：利用 含羟基或磺基功能团的高分子防垢剂，与CaCO3或 CaSO4等无机盐中的Ca++发生络合反应，生成可溶性 的络合物或鳌合物，从而起到增溶作用防垢。
油水井在线加注装置
型号：YJDJ-Ⅰ、YJDJ-Ⅱ
油水井在线微量加注
井筒多元防护技术
连续防垢、防蜡、防腐、防盐专用设备
油田开发采油过程中需要对油井井筒加入清蜡 剂、缓蚀剂、防垢剂等工作液，常用的方法是周期性 投加工作液，这种方法存在投加量大、效果不连续等 问题，油井产油是连续生产因此工作液的投加也要采 用连续的方法才能确保加药效果的有效，油水井在线 加注装置提供了一套与油井工作状况相适应的工作液 投加方案，对油井采油的清蜡剂、缓蚀剂、防垢剂等 工液提供一种省料有效的手段。
Ca2+ + SO42Ba2+ + SO42-
分子结合和排列形成微晶体，然后产生粒子化过程中，大量 晶体堆积，沉积成垢长大。
3.5垢结晶主要有以下原因：
液体不配伍：油井施工入井液、注入水等与地层水 不配伍造成结垢。 地层生产压差过大，造成地层孔隙壁上的微粒汇积， 在喉管处结垢堵塞。 热力学变化：因温度、压力变化，地层液中的造成 渗解CO2气体逸出，破坏渗液的相对平衡而结垢。 气驱或化学驱油：如空气驱油、二氧化碳驱油或三 元复合驱油等改变了产出液体气体的成分。 离子吸咐：液体中的固体离子相互吸咐。
一、腐蚀的概述
1.1、 定义：
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（5）氧腐蚀 • 在注入水或者注入的其他工作液中，不可避免的要混 入氧。发生吸氧腐蚀。
2Fe+2H2O+O2=2Fe(OH)2
4Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3 Fe(OH)3 Fe2O3· xH2O
钢铁的吸氧腐蚀示意图 中原油田采油院
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类 （7）腐蚀性组分相互作用及对腐蚀的影响
（a）硫化氢和二氧化碳共存对腐蚀的影响 • H2S和CO2共同存在下具有协同作用，CO2的存 在可以降低pH值，提高硫化物应力腐蚀的敏感性； H2S可以破坏CO2腐蚀产生的保护膜，使得腐蚀速 度持续增加，并作为毒化剂，加速CO2腐蚀过程中 产生的氢原子进入钢材基体。 同时具有H2S和CO2腐蚀的特点，也包括一些 共同作用下的特点。但最重要的还是需要防止H2S 引起的脆性开裂。
中原油田采油院
一、腐蚀简介 氢与腐蚀：
金属基体 氢进入
表面能降低
原子键合力降低 晶格膨胀
更易断裂 更易腐蚀
钢材
电化学活性增加
稳定性降低
失去保护作用 更易剥离 更易破坏
腐蚀产物膜
力学性能改变 半导体性能改变 成分改变
中原油田采油院
一、腐蚀简介 腐蚀产物膜与腐蚀：
腐蚀产物膜类型： 致密型（包括钝化膜）、疏松型 腐蚀产物膜性能决定了腐蚀的速度和类型： 如： 钝化膜 腐蚀产物膜导致的膜致应力和脆性开裂 某些低合金耐蚀钢材的设计思路与腐蚀产物 膜有关。
集输系统中指土壤和大气对集输管线的腐蚀。
。 中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
2.1.1油气井的腐蚀介质和腐蚀环境
• 油气井的腐蚀与产出流体中的腐蚀介质、腐蚀环境及 材料的选用和结构等因素有关。各因素间存在交互作用， 使井与井之间、同一口井的不同部位、同一口井的不同开 采时间的腐蚀严重程度有差异甚至差异较大。 腐蚀性介质包括： • （1）动态产出物的腐蚀性组分 • （2）注入的腐蚀性组分 • （3）非产层地层中含腐蚀性组分
中原油田采油院
一、腐蚀简介
腐蚀是不可避免的 对于绝大多数材料，在自然界存在时ΔG=ΔHTΔS <0，只能延寿，不能完全避免腐蚀 腐蚀是一个系统工程 腐蚀是多方面因素相关联下的共同作用，某些 手段可能减少全面腐蚀却可能引起应力腐蚀，应避 免头疼医头脚疼医脚 腐蚀是一个经济问题 必须符合经济要求，在合理的情况下尽量采用成 本低廉的材料和防腐方案。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀Βιβλιοθήκη 蚀机理、现象及分类（C）氧气和二氧化碳的共存 对腐蚀的影响
• 氧气和二氧化碳的共存会使 腐蚀程度加剧，氧气在二氧化 碳腐蚀的催化机制中起了很大 作用。 当钢铁表面未生成保护膜时， 氧气的含量越高腐蚀速率越大； 当钢铁表面已生成保护膜时， 氧气的含量对其腐蚀的影响较 小，几乎不起作用。在饱和氧 气的溶液中，二氧化碳的存在 会大大提高腐蚀速率，二氧化 碳在腐蚀溶液中起催化作用。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（2）溶解盐的腐蚀及相互作用 • 氯离子可以使钢表面的保护层不稳定，使得管壁形成 的腐蚀产物很疏松。在疏松的垢下形成各种浓差电池腐蚀， 如盐浓差、氢浓差、氧浓差电池、缝隙腐蚀等腐蚀形式。 细菌的大量活动以及细菌分泌黏液的增多，使得结垢更为 严重，进而造成恶性循环。
中原油田采油院
一、腐蚀简介 电化学与腐蚀：
弄清楚发生的是析氢腐蚀还是吸氧腐蚀，是采取对策防止腐蚀发 生的最基本的前提。
中原油田采油院
一、腐蚀简介 力与腐蚀：
应力对腐蚀的影响 (1) 应力可以加速电化学腐蚀 应力可以改变材料的电化学活性，引起腐蚀速 率的变化。 应力还容易导致腐蚀产物膜的破裂，使新鲜的 金属表面暴露在腐蚀环境中，从而加速电化学 腐蚀。 （2）如果材料的使用环境属于发生应力腐蚀破裂 (SCC)的特定环境，那么当材料受到的拉应力大 于临界应力时就可能发生SCC，导致严重的腐蚀 问题。
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（4） 地层水及氯化物等盐类的腐蚀 （1）高矿化度盐水腐蚀的普遍性 地层水可能不同程度地溶解有氯化物、硫酸盐、碳酸盐等 可溶性盐类，他们对油套管及设备的腐蚀大体有几个类型： 电化学腐蚀 对某些钢材的应力腐蚀 在硫化氢和二氧化碳共存时相互作用，加剧腐蚀和应力腐 蚀 与地层水类似的还有：注水腐蚀、高浓度完井液腐蚀、注 热蒸汽稠油开采的水腐蚀、地热井开采的腐蚀，盐化工井 的腐蚀。
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（6）细菌腐蚀
• 由细菌生命活动引起或促进材料的腐蚀破坏称为细菌 腐蚀。地层水中含有硫酸盐还原菌、铁细菌、硫细菌等菌 种。 • 在油田生产系统中，硫酸盐还原菌(SRB)是微生物腐蚀 (MIC)的主要因素之一。SRB是一种以有机物为养料的厌氧 性细菌，能在pH值为5～10、5～50℃范围内生长，有些 SRB甚至能在100℃、50 MPa，以至更高的情况下生长。研 究发现，SRB在厌氧条件下大量繁殖，将SO42-还原成H2S， 产生粘液物质，加速垢的形成。油井管柱在SRB菌落下易 发生局部腐蚀，以致出现穿孔，造成巨大的经济损失。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
湿硫化氢中的 电化学腐蚀
Fe2+
H2
Fe
e e
FeS e
钢材受到H2S腐蚀以后阳极的最终产物是硫化亚铁，该 产物通常是一种有缺陷的结构，它与钢铁表面的粘结力差， 易脱落，易氧化，且电位较正，因而作为阴极与钢铁基体 构成一个活性的微电池，对钢基体继续进行腐蚀。 中原油田采油院
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
• 2.2 油气井的腐蚀环境 • 油气井的腐蚀环境包括不同部位的压力、温度、流态和流
场。这些因素又引起系统相态变化，变化过程伴有气体溶解、 逸出、气泡破裂等，在流道壁面产生剪切及气蚀，机械力与电 化学腐蚀协同作用加剧了腐蚀。 流道直径变化、流向改变都会引起压力、温度、流态及流场变 化，加剧腐蚀。 在油气井开采过程中，腐蚀性组分含量常常是变化的。特别是 随开采期的延长，地层水含量往往呈增加趋势，有时也会出现 硫化氢含量随开采期延长而增加的现象。 不同材料接触或连接会有电位差，有的地层或井段会与套管形 成电位差，电位差是油气井的腐蚀环境的重要组成部分。 构件（油管、套管、采气井口、采油树等）的应力状态和应力 水平也是重要的腐蚀环境。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
2.1 油气井生产系统中的腐蚀
分为内腐蚀和外腐蚀 1）内腐蚀 指油管、套管、采气树系统、站场设备与集输管道的 内壁腐蚀。 2）外腐蚀 在井下指套管外壁和水泥环受地层水或注入污水中腐 蚀性组分的腐蚀（对于非封隔器完井的油气井的油管也存 在外壁腐蚀的问题。）
硫 化 物 应 力 腐 蚀 开 裂
在拉伸应力作用下，通过扩散，在冶金缺陷 提供的三向拉伸应力区富集而导致的开裂，开裂 垂直于拉伸应力方向
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
抗硫钢的设计思想
CCT临界氢浓度
CT总氢量
提高钢抗硫能力的办法： ①升高氢致开裂的临界氢浓度。 ②降低进入试样的总氢浓度。 ③升高陷阱中氢浓度。 ④降低夹杂的应力集中系数Kt。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类 （b）H2S+CO2+Cl-腐蚀
Cl-的存在往往会阻碍保护性的腐蚀产物膜在 钢铁表面的形成，从而加剧腐蚀。Cl-可以通过钢 铁表面腐蚀产物膜的细孔和缺陷渗入其膜内，使 膜发生显微开裂，生成点蚀核，并由于Cl-的不断 移入，在闭塞电池的作用下，形成点蚀。
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（1）动态产出物的腐蚀性组分 二氧化碳 硫化氢、元素硫及有机硫等含硫组分 氯离子浓度较高的地层水或注水开采过程中的注 入水以及气井的凝析水 建井和井下作业中进入的氧或其他酸性材料（如 酸压作业） 硫酸盐及硫酸盐还原菌、碳酸盐类
中原油田采油院
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
普光集输系统硫沉积堵塞
中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类
（3）二氧化碳腐蚀
• CO2腐蚀在油气工业中叫做甜腐蚀（Sweet Corrosion）， 是相对于H2S腐蚀（Sour Corrosion）。 二氧化碳溶于水对钢铁具有强烈的腐蚀，由此而引起的 材料破坏统称为二氧化碳腐蚀。CO2极易溶于水，溶于水后 得到碳酸，释放出氢离子，氢离子是强去极化剂，极易夺 取电子还原，促进阳极铁溶解而导致腐蚀。CO2腐蚀最典型 的特征是呈现局部的点蚀，轮癣状腐蚀和台面状坑蚀。其 中，台面状坑蚀过程是最严重的一种情况，这种腐蚀速度 可达20mm/a。相同pH值下，对钢铁的腐蚀比盐酸还严重。 抗CO2腐蚀用主要是提高钢的耐电化学腐蚀能力，可以 选用马氏体不锈钢或选用能在腐蚀环境中形成致密的腐蚀 产物膜的碳钢。 中原油田采油院
二、油气田腐蚀腐蚀机理、现象及分类 （2）注入的腐蚀性组分 注入水 增产措施：酸化作业时的残酸、注聚合物 提高采收率时注入的聚合物、回注二氧化 碳强化采油工艺时注入的二氧化碳等 凝析气藏、干气回注、其他回注中的二氧 化碳 稠油热采注入的高温水蒸气