注空气驱油过程中碳钢的腐蚀行为研究

摘要

本文针对注空气驱油过程中注气井的氧腐蚀问题，模拟空气注入井的氧腐蚀环境，利用失重法研究了氧分压、温度、时间、氯离子浓度和pH值对三种不同管线钢（N80/J55/P110）腐蚀的影响规律，并进行缓蚀剂复配研究。同时利用SEM、EDS等微观分析方法研究了三种钢在不同状态下腐蚀试验后的微观形貌与结构特征，探讨了油套管钢在空气驱油环境下的腐蚀机理。结果表明：随氧分压的增加，三种钢材的腐蚀速率呈现先上升后下降再上升的趋势；三种钢材的腐蚀速率都随温度的升高而逐渐增大；随着时间的延长，三种钢的腐蚀速率总体呈先减小后趋于稳定的趋势；随氯离子浓度的增加，三种钢的腐蚀速率均在8g/L时出现极大值；随pH值的增加，三种钢材的腐蚀速率呈现下降的趋势。对本实验中开发出的缓蚀剂，在静态实验条件下，对三种钢的缓蚀效率均超过99％；而动态实验条件下，对三种钢的缓蚀效率均超过90％；研究发现，在动态条件下三种钢的腐蚀速率要低于静态条件下的腐蚀速率；在不添加缓蚀剂的情况下，碳钢的腐蚀产物主要是铁的氧化物，添加缓蚀剂后碳钢表面生成一层较薄的均匀致密的保护膜。
　　本文利用失重法和高温高压电化学方法并结合SEM、EDS等微观分析方法研究了CO2的分压对三种管线钢氧腐蚀的影响规律，并探讨了CO2和O2共存下，目标缓蚀剂是否仍能达到要求。结果表明：当体系中存在CO2时，三种钢的腐蚀速率显著增加，并且三种钢的腐蚀速率随CO2分压的增加呈线性增加；在CO2和O2共存条件下，所开发缓蚀剂的缓蚀效率超过98％；微观分析表明CO2和O2共存时的腐蚀产物主要是碳酸亚铁和铁的氧化物。

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1 文献综述

1.1引言

1.2国内外氧腐蚀研究概况

1.2.1氧腐蚀的机理

1.2.2氧腐蚀影响因素

1.3油田管道系统用缓蚀剂概述

1.4缓蚀剂评价的研究方法

1.4.1挂片失重法

1.4.2电化学方法

1.4.3表面分析方法

1.5主要研究内容与技术路线

1.5.1主要研究内容

1.5.2技术路线

2 实验方法

2.1实验药品与仪器

2.1.1实验药品

2.1.2实验仪器

2.2实验步骤

2.2.1失重实验步骤

2.2.2电化学实验步骤

2.3数据处理

2.3.1失重实验数据处理

2.3.2电化学实验数据处理

3结果与讨论

3.1 N80/J55/P110钢在模拟吉林油田地层水中的腐蚀规律研究

3.1.1氧分压的影响

3.1.2温度的影响

3.1.3时间的影响

3.1.4 Cl-浓度的影响

3.1.5 pH值的影响

3.2缓蚀剂在模拟空气驱环境下对三种钢材缓蚀效果的研究

3.2.1三种钢材在不同实验条件下的失重实验结果

3.2.2静态条件下三种钢材加缓蚀剂前后的试片表面形貌及成分分析

3.3 CO2对空气驱腐蚀及其缓蚀效果的影响研究

3.3.1 CO2分压对空气驱过程中三种钢材腐蚀规律的影响

3.3.2缓蚀剂在O2与CO2共存条件下对三种钢材缓蚀效果的研究

4 结论及建议

致谢

参考文献

附录 攻读硕士学位期间完成的课题