防腐防垢

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油水井防腐防垢治理策略分析

油水井防腐防垢治理策略分析

油水井防腐防垢治理策略分析摘要:油气田生产过程中腐蚀结垢一直影响油井生产开采重要问题之一。

本文对油井腐蚀结垢机理进行分析并提出防腐蚀和防结垢的措施,希望对相关从业者有所帮助。

关键词:油水井;腐蚀;结垢;机理;措施1油井井筒腐蚀机理分析1.1化学腐蚀机理:化学腐蚀是由于沉降水、气体或酸性介质与井筒内壁金属发生化学反应,使金属表面发生腐蚀。

常见的化学腐蚀机理包括以下几种:(1)酸性介质腐蚀:油井中存在硫酸、盐酸、稀酸等酸性介质,当这些介质接触到井筒内壁金属时,会引起腐蚀反应。

酸性介质可以溶解金属表面的氧化物和其他腐蚀产物,从而暴露更多的金属,进一步加剧腐蚀。

(2)氧化腐蚀:油井环境中存在氧气,当氧气与金属表面接触时,会发生氧化反应,形成金属氧化物。

金属氧化物会附着在金属表面,形成一层薄膜,阻碍进一步的氧化反应,但如果薄膜受损或破裂,金属就会继续与氧气接触,加速腐蚀的过程。

(3)硫化物腐蚀:油井中存在硫化物,如硫化氢,当硫化物与金属表面接触时,会发生硫化反应,形成金属硫化物。

金属硫化物的生成会消耗氧气和酸性介质,形成局部缺氧和碱性环境,从而促进金属的腐蚀。

1.2电化学腐蚀机理电化学腐蚀是由于金属表面与电解液(井液)之间形成差异电位,产生电化学反应导致腐蚀。

电化学腐蚀的机理主要包括以下两种:(1)阳极腐蚀:在电化学腐蚀中,金属表面被氧化为阳离子,并释放电子,形成腐蚀产物。

当井液中存在氧气、酸性物质或氯化物等能够从金属表面接受电子的物质时,金属表面就会发生阳极腐蚀。

(2)阴极腐蚀:在电化学腐蚀中,金属表面上的阳离子和电解液中的阴离子结合,还原为金属。

在井液中存在硫酸根、碳酸根等能够提供阴离子的物质时,金属表面就会发生阴极腐蚀。

1.3机械腐蚀机理机械腐蚀是由于井液或固体颗粒的流动或冲刷作用,使井筒内壁出现磨损或腐蚀。

(1)冲刷腐蚀:当井液在井筒内高速流动时,其中携带的固体颗粒会与井筒内壁发生冲击和摩擦,造成局部磨损和腐蚀。

阀门防腐防锈措施方案有哪些

阀门防腐防锈措施方案有哪些

阀门防腐防锈措施方案有哪些1. 选用合适的材料阀门的防腐防锈措施首先应从材料的选择上入手。

在使用环境中存在腐蚀介质的情况下,应选择具有良好耐腐蚀性能的材料,如不锈钢、耐腐蚀合金、塑料等。

同时,要考虑到介质的温度和压力,以确保材料的强度和稳定性。

2. 表面处理阀门的表面处理也是防腐防锈措施的重要一环。

通过表面处理,可以增加阀门的抗腐蚀性能和耐用性。

常见的表面处理方法包括:- 阳极氧化:适用于铝合金阀门,可以提高其抗腐蚀性能和硬度。

- 镀锌:适用于碳钢阀门,在钢件表面形成一层锌层,有效防止锈蚀。

- 涂层处理:通过涂覆防腐涂料或橡胶等材料,在阀门表面形成一层保护层,抗腐蚀性能更好。

3. 定期维护定期的维护和保养也是防腐防锈的重要环节。

定期检查阀门的工作状态和表面情况,发现异常情况及时处理。

如发现阀门表面有锈斑或腐蚀部位,应及时清理并涂刷防腐涂料以延长使用寿命。

此外,还要保持阀门的干燥、清洁,防止灰尘和湿气的积聚,减少腐蚀的发生。

4. 加强润滑阀门的运动部分在使用过程中容易受到磨损和腐蚀,为了减少磨损和延长使用寿命,需要加强润滑。

在润滑方面,可以采用常规的润滑剂如油脂或润滑油进行润滑,也可以根据具体情况选择具有耐腐蚀性能的特殊润滑剂。

润滑剂的选择应根据阀门的工作环境和材料特性综合考虑。

5. 防腐防锈涂料防腐防锈涂料是防腐防锈措施中常见的一种方式。

防腐防锈涂料可以在阀门表面形成一层保护膜,隔绝空气或介质的接触,达到抗腐蚀和防锈的效果。

在选择涂料时应根据阀门的材质和工作条件选择合适的涂料类型,并采取适当的涂覆方法,如刷涂、喷涂等。

6. 阀门保温阀门在工作中,特别是在低温环境下,容易发生结露和冻结,从而加速阀门的腐蚀和锈蚀。

因此,在寒冷的地区或低温环境下使用的阀门应加强保温措施,保持阀门温度的稳定,在防止腐蚀和锈蚀的同时保证阀门的正常工作。

综上所述,阀门的防腐防锈措施涉及多个方面,从材料的选择到表面处理、定期维护和加强润滑等方面都需要注意。

锅炉防腐防垢酸洗与软化水处理

锅炉防腐防垢酸洗与软化水处理

锅炉的防垢防腐酸洗与软化水处理一、GB 1576—2008《工业锅炉水质》。

1.1术语和定义原水:未经任何处理的水。

软化水:除掉全部或大部分钙、镁离子后的水。

除盐水:通过有效的工艺处理,除去全部或大部分水中的悬浮物和无机阴、阳离子等杂志后,所得成品水的统称。

补给水:原水经过处理后,用来补充锅炉排污和汽水损耗的水。

锅水:锅炉运行时,存在于锅炉中并吸收热量产生蒸汽或热水的水。

回水:锅炉产生的蒸汽、热水做功后或热交换返回到给水中的水。

锅内加药处理:为了防止或减缓锅炉结构、腐蚀,有针对性地向锅炉内投加一定数量药剂的水处理方法。

二、锅炉的结垢及其防止1.1锅炉结垢的原因含有一定硬度的水若不经过处理就进入锅炉,运行一段时间后,锅炉水侧面受热就会牢固地附着一些固体沉积物,这种现象称为结垢。

在一定条件下,固体沉淀物也会在锅水中析出,呈松散的悬浮状,称为水渣。

水渣可随排污除去,但如果排污不及时,部分水渣也会在受热面上或水流流动滞缓的部位沉积下来而转化成水垢(通常称为“二次水垢”)。

1.2形成水垢的几种主要途径1.2.1 受热分解在高温高压下,原来溶于水的某些钙、镁盐类受热分解,变成难溶物质而析出沉淀。

1.2.2溶解度降低在高温高压下,有些盐类(如硫酸钙、硅酸盐等)物质的溶解度随温度升高而大大降低,达到一定程度后,便会析出沉淀。

1.2.3锅水蒸发、浓缩在高温高压下,锅水中盐类物质的浓度将随蒸发浓缩而不断增大,当达到过饱和时,就会在受热面上析出沉淀。

2、水垢的危害水垢的导热性很差,其导热系数要比锅炉钢板的导热系数小几十倍甚至数百倍,所以锅炉结构会严重阻碍传热并引起以下危害:2.1浪费燃料,降低出力水垢厚度与浪费燃料的关系图水垢厚度(mm)浪费燃料(%)0.5 21 3~53 6~105 158 352.2易引起事故,影响安全运行受热面结生水垢后,金属的热量由于受水垢的阻碍而难于传热给锅水,资料显示,锅炉受热面设计壁温约为280℃,当结有1mm水垢时壁温可达680℃;当温度超过金属所能承受的允许温度时,金属强度显著降低,从而导致金属过热变形,严重时将造成鼓包、裂缝,甚至爆管事故。

石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案

石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案

石化装置防垢防腐蚀相关知识和解决方案摘要结垢、腐蚀严重影响企业的正常生产。

为了解决结垢、腐蚀问题,现在常用的方法是化学法,但是它成本高、工艺复杂,有效期比较短,而且会对设备不同程度的二次污染.为了减少清垢次数,节省作业成本,并减少化学药剂对设备的二次污染,从而研究电化学法防垢、防腐技术。

电化学法防垢、防腐技术是利用活性强的金属的水合作用,对设备流体催化处理,从而起到防垢、防腐作用.电化学防垢、防腐的研究,为解决企业生产中的结垢腐蚀问题开辟了一个新的途径。

什么是垢?有哪几种垢?1. 水垢:主要成分碳酸盐(较软)硫酸盐(较硬)硅酸盐(较硬)。

2。

煤焦油垢:主要成分为含碳的有机物和部分有机物与无机物的混合物。

3。

锈垢:主要成分为金属的堆积物。

4. 尘垢:主要成分为自然界中各种杂质颗粒,油脂等液珠长期形成的堆积物.5。

物料垢:主要成分为设备中的工作介质,是由于工作条件的变化等原因导致的工作介质在设备上的沉积,这样的污垢是成分.结构最复杂的垢质,是最难清洗的.例如,氧化铝料槽的"锅巴"。

6。

混合垢:在一台设备内同时结有上述两种以上垢物的混合体。

液体、垢质较复杂。

7. 油垢:主要成分是油类物质。

8. 胶垢:主要成分是胶类物质。

什么是水垢?天然水中含有大量的金属离子和非金属离子,其中钙盐和镁盐等具有反溶解性,即其溶解度随着水温升高而下降.因此,水加热到35 ℃以上时就会开始解析出针状结晶体并牢固地附着在容器壁上,逐渐形成厚厚的一层,这就是水垢。

水垢有何危害?水垢是万恶之源,且长期困扰着人类。

它使热效下降,能源浪费,管道堵塞,甚至会发生锅炉爆炸等恶性事故。

因此设备中的水垢必须清除.传统的除垢方法(化学药物法、离子交换法等)均不能彻底根除水垢,只能延缓结垢的时间。

据统计,到1990 年我国每年由于结垢所浪费的煤炭占总用量的1/3;每年由于结垢而报废的锅炉达数万台,每年除垢费用达数亿元,即使发达国家对此亦无良策.各种换热器结垢的原因是什么?换热器管程或壳程走生水的一面,生水没有经过软化处理造成的.凝汽式汽轮机组凝汽器结垢的问题和危害是什么?企业的凝汽式汽轮机在运行中经常会遇到真空逐渐下降的问题,尤其夏季,凝汽器真空对汽轮机运行的经济性影响较大,如其它条件不变,真空度每变化1%,汽轮机的汽耗率平均变化1%~2%。

卫城油田注水系统的防腐防垢研究

卫城油田注水系统的防腐防垢研究
4 5 7 0 0 0 ) 2 . 河南濮 阳中原油 田采油 工程研 究院 ,河南濮 阳

要 :卫城油田注水 系 统 的总体腐蚀程度都比较平缓 ,不算很 高,然 而,在卫四线上有一 口油井腐蚀超标 ,腐蚀速率 高达 O . 0 8 1 4 m m/ a ,因此 ,
导致明一联采 出井的腐蚀 平均值也升 高。本文针 ̄ - g L E出现的问题 ,进行 了分析和探讨 ,并且对注水 系统的防腐蚀 防成垢 的措施 以及 方式方法进 行 了研

卫 城 油 田注入 水使 用的 杀 菌方 式 ,是 采 用化 学 手段 进 行 杀 菌 的 , 加入 的化学药 品 的浓 度一 般在 3 0 mg / L 。应 用了杀 菌的药 剂之 后 ,注 入 水 系统 当 中的细菌 的总 含量 ,硫酸盐 的还 原菌 都小 于或 者 等于 1 1 0 个 / m L,而 T G B的含 量为 1 . 0 5 X 1 0 2个 / m L,铁 细菌 的总 含 量为 0 . 1 7 X 1 0 3 个/ m L,三 种 的细 菌含 量 ,基本 上 都 在规 定要 求 的范 围之 内 ,从 这 个数据可 以看 出 , 细菌的存在 , 并不是影响系 统腐蚀 的最主 要原 因 。
在 良好 的性能 。
入 水 的腐蚀 概率也 就 越低 ,尤其 是 当温度达 到 6 0 6 9 o C的时候 ,腐蚀 概 率 的增 加幅 度就 会 变得 较 大 。当含 有 腐蚀 性 质 的气 体 硫 化氢 注入 后 , 注 入 水 的腐 蚀 概 率 会在 6 0 8 0 ' t 2 的温 度 条件 下 ,腐蚀 概 率 的 速 度会 加 快 ,加快 后 的腐蚀 速 率是 没有 硫化 氢腐 蚀气 体 的腐 蚀速 率 的两倍 ,甚 至更高 【 2 】 。 4 . 注入水 的水质特 点 是 回注水 的水 质具 有 以下特 点 ,这 些特 点包 括 高碱 度 、高矿 化 度 、高氯 根 、低硬 度和 低 溶解 氧等 。同时 ,回 注水 中的 水含 有大 量 的 细菌 ,其 中最 高 的 S R B可 高至 9 5 0 0 mL的负一 次方 ,具体 的 回注 水水 质表详 见下表 。

防垢防腐蚀装置的应用效果分析

防垢防腐蚀装置的应用效果分析
可将 质地 坚硬 、 层理 分 明的垢 内部 分解 变酥 , 并被 流体 缓慢 冲刷 、 离、 剥 带走 。 过 防腐 、 通 防垢装 置使
术有 限公 司 生产 的获美 国专 利 的防腐 、 防垢 装置 。
装置 结 构 : 由进 口 、 口、 筒 、 出 外 内筒 、 板 、 子和 斜 芯
难溶 无 机盐 。硬 垢 生成 初期 是 有机 垢 与无 机垢 参 杂包 不从 流体 中带走 物质 ,只是 对 流体 中 的气体 有 脱气 效
裹 在一 起 ( 这就 是 为 什 么 表 面垢 软 的原 因 ) 随 着结 垢 果 。同时 , , 该装 置有 效作 用范 围广 , 5k 以 内。 在 m 时 间 的延续 , 内层垢 中的有 机垢 在 高温作 用 下 , 化或 融
使用 寿命 : 装 置是 以芯 片 为催 化体 . 该 通过 电化 学 体 和其 中矿物 质 的性能 。 装置 是一 种非 牺牲 体 , 在使用 中不 会 改变 其本 身 的特 性 和工作 性 能 。装 置无 任何 运 动 部件 , 不存 在磨 损 和破 坏 问题 , 流 体含 砂 量 高 时 , 当 且 流体 高速 流过 时 , 石有 可能 造 成对 装 置 的磨损 , 砂 但
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4 4
第1 7卷
第 2期
油 田 节 能
Y. . TJN
20 0 6年 6月
防垢 防腐蚀装置 的应用效 果分析
申桂 君 孙 立艳 庄 飞
f 大庆 油 田有 限责任公 司采 油六厂 黑龙 江省 大庆 市 130 ) 600
表 面上 。 防垢 机理 : 通过 核 心材 料 ( 是 九种 金 属组 成 的特 殊
关键 词 : 防腐 防垢装 置
除垢

长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术研究与应用

长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术研究与应用
长庆油田腐蚀机理及防腐防垢 技术研究与应用
目录
01 一、长庆油田腐蚀机 理研究
02
二、长庆油田防腐防 垢技术的研究
长庆油田是中国重要的石油生产基地之一,由于其特定的地质和环境条件, 油田设备的腐蚀和结垢问题较为突出。为了解决这些问题,开展长庆油田腐蚀机 理及防腐防垢技术的研究与应用具有重要的实际意义。本次演示将介绍长庆油田 的腐蚀机理、防腐防垢技术及其应用情况。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
长庆油田腐蚀机理及防腐防垢技术的研究和应用涉及到多个领域,包括材料 科学、电化学、机械工程等。在实践中,这些技术已经取得了一定的成果和效益。
1、提高设备使用寿命:通过采用合适的防腐防垢技术,长庆油田的设备使 用寿命得到了显著提高。例如,智能防腐防垢技术应用于油管和套管设备后,其 使用寿命延长了20%以上。
防腐防垢技术是解决长庆油田腐蚀问题的有效手段之一。常见的防腐防垢技 术包括化学防腐、电化学防腐和机械防腐等。
1、化学防腐:通过在金属表面添加防腐剂,以抑制金属的腐蚀。防腐剂的 种类很多,如牺牲阳极、缓蚀剂等。这些防腐剂能够与金属表面反应,形成一层 保护膜,从而降低金属的腐蚀速率。然而,化学防腐技术的效果受限于防腐剂的 浓度和作用时间,且有些防腐剂具有一定的毒性,可能对环境和人体造成危害。
针对长庆油田的实际情况,开发一种新型的智能防腐防垢技术。该技术利用 智能传感器实时监测设备的腐蚀情况,同时采用新型防腐涂层材料和自修复技术, 实现在线实时防腐。这种技术可提高设备的耐腐蚀性能,延长其使用寿命,且具 有自我修复功能,减少了设备维护和更换的工作量。
三、长庆油田防腐机理及防腐防垢技术的应用
2、电化学防腐:通过外加电流改变金属的电位,使其成为阳极而受到保护。 这种技术主要用于埋地管道的防腐。但是,电化学防腐技术需要专门的电源和控 制系统,投资成本较高,且对周围环境有一定的要求。

陆梁油田抽油井井下防腐防垢技术

陆梁油田抽油井井下防腐防垢技术

作 者 简 介 : 力 , 级 工 程 师 ,9 3年 生 ,0 1年 硕 士 毕业 于西 南 石 油 大 学 石 油 与天 然气 I 专业 , 主 要 从 事 油 气 田开 发 技 术 研 究 与 管 理 T 韩 高 16 20 程 现
作 。 电话 : 9 0 6 6 l 7 i: a l 8 @ p to h n . on c 0 9 8 9 。E ma h n i 8 er c i a c r . I 7 l 6 1
数 的 1 . 。 这 些 凶 素 பைடு நூலகம் 会 导 致 油 田生 产 系 统 的 05 油 套管 和地 面集油 管道 发生腐 蚀 、 垢 。 结
2腐 蚀 结 垢 的影 响 因 素分 析
油 井 井 下 管 柱 的 腐 蚀 与 结 垢 一 般 是 由 于 井 下 含
另外 , H S含 量 在 1 / g以 上 的 井 占 到 了 总 井 0mg k
每 年 因 腐 蚀 或 结 垢 造 成 检 泵 的 井 数 占全 年 检 泵 井 总
1水质 分 析
油井 采 出水 中含有 C ) 、 ( H S等腐 蚀 性 气体 和 。
较 高 浓 度 的 C 、 ( 等 腐 蚀 性 阴 离 子 , 及 硫 1 HC ) 以
酸 盐 还 原 菌 、 生 菌 、 细 菌 等 腐 蚀 性 细 菌 , 种 采 腐 铁 这
数 的 3 以 上 , 着 开 发 的 进 行 , 田 含 水 不 断 上 0 随 油
升 , 出 水 巾 C1 Hc(。 等 离 子 含 量 较 高 , 之 井 采 一、 ) 卜 加
出水会 对 油 套 管 、 输 管 道 等 金 属 管 材 造 成 腐 蚀 。 集 将 陆 梁 油 田分 为 4个 区 块 , 其 采 出 水 进 行 分 析 化 对 验 , 知 陆 梁 各 区 块 采 出 水 的 矿 化 度 均 较 高 , 中高 可 属 矿 化 度 , H 值 偏 碱 性 , 时 C ’ 、 、 O 含 量 p 同 a Mg S 等相 当高 ( 1 。 表 )
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一、腐蚀和油田腐蚀腐蚀分析腐蚀是金属材料在周围环境的作用下引起的破坏或变质现象。

1、按环境分为:干腐蚀:包括失泽、高温氧化。

湿腐蚀:包括自然环境腐蚀:大气腐蚀、土壤腐蚀、海水腐蚀、微生物腐蚀。

工业介质腐蚀:酸、碱、盐溶液中的腐蚀、工业水中的腐蚀、高温高压水中的腐蚀。

2、按腐蚀机理分为:化学腐蚀:金属表面与非电解质直接发生纯化学作用引起的破坏。

纯化学腐蚀的现象极少,主要为金属在无水有机液体中的腐蚀,如金属在卤代烃中的腐蚀、醇中的腐蚀。

电化学腐蚀:金属表面与离子导电的介质(电解质)发生电化学反应引起的破坏,任何电化学腐蚀反应至少包含有一个阳极反应和一个阴极反应。

电化学腐蚀是最常见最普遍的腐蚀,金属在大气、土壤、海水和各种电解质溶液的腐蚀都属于电化学腐蚀。

物理腐蚀:金属由于单纯物理溶解作用引起的破坏,主要是金属与熔融金属接触引起的溶解或开裂。

3、按腐蚀形态分为:全面腐蚀或均匀腐蚀局部腐蚀:包括电偶腐蚀、点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀、剥蚀、选择性腐蚀、丝状腐蚀。

应力作用下的腐蚀:包括应力腐蚀断裂、氢脆和氢致开裂、腐蚀疲劳、磨损腐蚀、空泡腐蚀、微振腐蚀。

石油天然气开采中的腐蚀:石油天然气开采中的腐蚀是油田开发过程中对油水井生产和井筒影响十分严重的现象,因油水井套管腐蚀穿孔造成的油水井报废、各种管线腐蚀穿孔、生产设备因腐蚀而频繁地更换和报废、井下管杆泵等因腐蚀损坏造成作业周期缩短等,均给油田的生产带来巨大的经济损失。

石油天然气开采中的腐蚀分为:化学腐蚀:主要在石油天然气开采的施工过程中,如酸化、压裂、管线和大罐的清洗施工等。

电化学腐蚀:电化学腐蚀是石油天然气开采中腐蚀的主要存在形式,石油管道、井下套管、油管、抽油杆及其井下工具等长期与土壤、井液、天然气和地层水(海水)接触,而使用的金属种类、组织、结晶方向、内应力、外力、表面光洁度、表面处理状况等的差别,金属不同部位接触的电解质的种类、浓度、温度、流速等的差别,在金属表面出现许许多多的阳极区和阴极区,阳极区和阴极区通过金属本身互相闭合形成腐蚀电池,不同的井筒所接触的地层、井液电解质不同、含水不同使井筒构成不同的宏观腐蚀电池和微观腐蚀电池。

石油天然气开采中的电化学腐蚀是所有金属腐蚀中最复杂最特殊的腐蚀。

硫化氢腐蚀:硫化氢水溶液呈弱酸性,含有H+、HS-、S2-和H2S分子,具有氢去极化腐蚀,生成硫化铁,吸附的HS-使金属电位移向负值,加速阳极过程使金属电化学腐蚀加快。

生成的黑色的硫化铁(Fe9S8)层与钢材形成腐蚀电池,硫化铁(Fe9S8)是较强的还原物在腐蚀电池中,钢材是阳极硫化铁是阴极,使腐蚀速度比未覆盖硫化铁的部位高若干倍,形成典型的垢下腐蚀。

H2S还会引起钢材的氢脆和硫化物应力腐蚀破裂等多种腐蚀。

二氧化碳腐蚀:二氧化碳腐蚀是非含硫油气田的腐蚀介质,二氧化碳溶于水后生成碳酸,对钢材产生氢去极化腐蚀,对含硫井二氧化碳会加速硫化氢对金属的腐蚀。

氧气腐蚀:氧气腐蚀是一种最常见的氧气腐蚀,对石油天然气的管道储罐等产生氧去极化腐蚀和氧浓差腐蚀。

大气腐蚀:暴露在大气中的管道储罐等受氧气、水蒸气等影响产生的氧去极化腐蚀。

土壤腐蚀:石油天然气井套管穿过地层不同的层位,接触不同的土壤、岩层、水层、盐层等电解质,形成的电化学腐蚀。

细菌腐蚀:石油天然气开采中最典型的细菌腐蚀是硫酸盐厌氧菌腐蚀。

二、腐蚀的危害腐蚀损失包括:材料消耗损失、工件性能失效、引发井下事故、引发灾难性事故。

三、防腐工艺介绍;防止腐蚀的方法和原理:1、正确选用金属材料;选用耐腐蚀材料2、改变环境成分,添加缓蚀剂;缓蚀剂的原理是形成隔离膜对工具或材料进行保护3、采用电化学保护:包括外加电流阴极保护、牺牲阳极保护和阳极保护;采用牺牲阳极的自然电位保护或强制电流阴极保护。

4、采用保护性覆盖层或涂层;地面防腐工程中常用的方法,井下用的玻璃衬技术、涂料技术或镍磷电镀、镀铬等。

5、改进系统或构件的设计;防止腐蚀方法分析:1、改变金属材料;如选用不锈钢、碳纤维等材料适用于井下工具如抽油泵、封隔器和特殊设备等专用工具,缺点是由于价格性能等原因无法大规模使用。

2、添加缓蚀剂:适用于施工过程的防腐保护,如压裂酸化施工、地面管线酸洗除垢、钻井泥浆等,具有较好的缓蚀防腐作用且应用广泛;缺点是使用量大,对腐蚀环境或腐蚀介质量小的环境效果好,对材料和腐蚀介质的选择性强,无法防止结垢和垢下腐蚀,缓蚀剂形成的覆盖膜覆盖不到的部位会成为阳极区加快腐蚀速度。

3、电化学保护:广泛应用于港口船舶、埋地管道、城市供水供暖系统、储罐等各个领域,目前在海洋、地面储罐、埋地管道等方面强制电流阴极保护已成为一项成熟的防腐技术,具有经济有效抗蚀能力强的优点;缺点是不适用于化学腐蚀和物理腐蚀,牺牲阳极保护靠自然电位保护其效果没有强制电流阴极保护效果好。

四、石油天然气开采中的结垢:油田结垢基本概述结垢基本概述:油田产出液中的水中含碳酸钙、镁、铁、锶等金属离子,产出液的矿化度高达几万PPM 因此在油田开发中液体流动的各个环节,都存在结垢的可能性。

油田结垢通常是多种无机盐和油垢的混合物,最常见的垢物成分是CaCO3,占80%以上,其次为NaCL、CaSO4、BaSO4、Fe2O3、Fe(OH)3、部分有机物和及少量泥砂晶核垢的存在,增加了油田开发的难度,增大油田开发的成本,给油田开发带来许多违害。

油田开发中结垢的环境:地层液产出过程,从地层到井筒储积、到联合站、水处理站,再经泵站进行水处理注到地下,有以下几个结垢环境。

1、井近井地段,炮眼处,沉积结垢。

2、井筒内壁结垢。

3、井下工具,泵、电泵等采油工具结垢。

4、地面集输管线、闸门结垢。

5、容器内结垢。

6、注水井地面管线结垢。

7、注水井井下管柱内壁结垢。

8、注水井地层结垢。

结垢机理油田水结垢大体可分为两种情况:(1)温度、压力、等热力学条件改变,导致水中离子平衡状态改变,结垢组分溶解度降低而析出结晶沉淀。

(2)离子组成不相溶的水相互混合而产生沉淀。

结垢的形成可表示如下:Ca2+ + CO32-CaCO3Ca2+ + SO42-CaSO4Ba2+ + SO42-BaSO4分子结合和排列开成微晶体,然后产生粒子化过程,大量晶体堆积,沉积成垢长大。

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。

电化学吸咐:井筒中油管,工具等材料、材质不同形成的金属自然电位差,使垢离子吸咐。

垢离子堆积、沉积,液体流动过程中地层水中的垢相互碰撞吸咐,开成垢晶,越长越大,堆积并沉降在管壁流道上。

无机物胶结:油垢胶压成份的胶结成垢。

潜油电泵机组发热使水蒸发,井中金属离子呈过饱和状态结垢。

井下电泵高速旋转,液体速度高垢晶碰撞堆积。

井下管柱、液体流动不光滑表面易形成垢沉积的环境。

多层开采井:地层液相混合在井筒中,离子浓度发生变化。

结垢形式:吸咐沉积垢、流道堆积垢、颗粒沉积垢、碰撞、油垢胶压包裹垢。

垢分类为:颗粒污垢、结晶污垢、化学反应污垢、腐蚀污垢、胶结污垢、生物污垢、凝固污垢。

五、结垢的危害结垢对油田生产的危害1、污染油层,造成渗透率下降,致使油井产能下降,注水上升。

2、垢在套管壁上沉积,导致井筒直径缩小,影响油井井筒施工和下入大直径工具。

3、响井下抽油泵、电泵工作降低泵效,缩短井下工具寿命,严重造成泵卡。

4、地面沉积、堵塞管道,使闸门关闭不严。

5、堵塞地面注水管道,使供水压力增大,增加能耗。

6、注水井管柱结垢,使测试等施工无法进行。

7、堵塞注水层孔隙,增大注水压差,降低注水量。

8、管壁、容器结垢,增大垢下腐蚀,造成管柱、容器损坏。

六、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。

分散作用:利用聚羧酸阴离子溶于水后离解成带负电的聚离子,与流体中的垢离子碰撞时产生物理或化学吸附,使垢离子吸附在聚离子的分子链上呈分散状态悬浮于流体中。

静电斥力作用:低分子量的高分子阻垢剂具有较强的电荷密度,可以产生离子斥力,阻止流体中的无机盐微粒相互接触。

晶体畸变作用:防垢剂的高分子络合能力阻碍和干扰无机盐垢的正常生长,打乱了晶体的正常排列,致使垢晶发生畸变不能结成硬垢,而松散的垢晶在流体的冲刷下被带走。

2、物理法防垢:通过物理方法阻止无机盐沉积的方法。

其作用原理有:振散作用、振壁作用、电解作用、电化学效应、磁场效应、辐射作用、催化作用、转嫁作用。

物理法防垢的方法有:晶种技术:用一个晶种在液体中作为结垢体,组织其他部位结垢。

超声波防垢:利用超声波的振动作用和空化作用防垢。

产品有:超声波除垢器、超声波解堵技术、声波防垢器、声磁耦合防垢器磁防垢和电磁防垢:能量转换和传递,通过磁场作用影响流体的结晶动力学,使流体中的垢离子能级改变,电导率变化使水中离子浓度和迁移率变化,使井液不易沉积结垢。

感应磁场机理:流体介质在强磁场作用下形成极性分子,分子相互排斥产生扭曲、变形、反转和震动使垢晶不易沉积。

内磁水处理器、强磁防垢器、电磁防垢器、高频及射频防垢:用高频电场使水中离子极化,高频振荡使垢晶破碎。

产品有高频防垢器、射频防垢除垢器、高频水处理器。

变频共振防垢:产品有变频防垢除垢器电解和电化学防垢:利用电解原理改变垢结晶方向防垢。

产品有静电处理器、电子水处理器、电解质防垢器、恩曼防垢防腐工具。

3、工艺法防垢:比如油田水的处理、工艺方法的改变七、对油田腐蚀结垢的几点观点:1、腐蚀:是当前油田生产中危害最大的问题:从调查知道江汉油田的一个采油厂每年新抽油杆投入量是井下总杆的1/3,就是说抽油杆的寿命只有三年,中原油田一个厂当油管更换量低于1/6时,其油井检泵施工量要上升20%。

其油管的使用寿命也只有六年。

腐蚀是油田后期影响采油成本的一个最大因素,防腐是控制成本提高开发效益的最大增长点。

2、结垢:成型的结垢很直观,结垢还是很多井下故障的隐性杀手,比如泵漏泵卡凡尔失效现象,其真正的原因是垢和砂。

3、腐蚀和结垢:在井下腐蚀结垢环境中有这么一种关系:腐蚀←稳定→结垢4、油井是油田的生命,延长其寿命的最主要点是防腐,防腐不仅仅是井筒或地面的工艺,还有套管,还有地面管线,还有现在不腐蚀的地方。

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