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
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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
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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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。
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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
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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。
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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
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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。
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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。
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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
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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
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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