油套管柱火驱腐蚀影响因素分析及机理研究

发布时间：2018-06-29 19:55

  本文选题：火烧驱油 + CO_2腐蚀　； 参考：《西安石油大学》2015年硕士论文

【摘要】：本文利用盐雾试验机、高温高压腐蚀试验设备并辅以SEM、EDS及XRD等分析技术,研究了油套管用钢N80、BG90H、BG90H-3Cr和BG90H-9Cr在模拟火烧驱油注气井和生产井环境下的腐蚀行为,并通过电化学测试的方法研究了四种油套管用钢的腐蚀机理。注气井腐蚀试验结果表明:不同腐蚀条件下,N80、BG90H、BG90H-3Cr、BG90H-9Cr的氧均匀腐蚀速率依次减小,湿空气条件下,四种材料均出现不同程度的局部腐蚀(点蚀),N80的最大点蚀速率高达5.3655mm/a。生产井腐蚀试验结果表明:在模拟不同腐蚀条件下,四种油套管用钢的腐蚀速率大小总体表现为:N80BG90HBG90H-3CrBG90H-9Cr。在CO_2+H_2S腐蚀条件下,四种材料的腐蚀速率在120℃时出现峰值,并在该温度下局部腐蚀较为严重;在CO_2+H_2S+O_2腐蚀条件下,四种材料的腐蚀速率随温度升高呈上升趋势,在150℃左右局部腐蚀严重,溶解氧的存在不仅增大了油套管用钢的腐蚀速率,同时也使其最大腐蚀速率峰值对应的温度有所上升;在CO_2+H_2S+砂腐蚀条件下,四种油套管用钢的腐蚀规律与CO_2+H_2S腐蚀条件下相同,流体中砂粒的存在对腐蚀产物膜和钝化膜存在冲刷作用,致使油套管材质的腐蚀速度总体上呈增大趋势,同时也促进了油套管材料发生局部腐蚀的严重程度,在高温下尤为明显。极化曲线测试结果表明:在所模拟温度范围内(30℃、60℃、90℃),N80、BG90H和BG90H-3Cr三种材料的阴阳极Tafel区较明显,反应机理没有发生变化,均为活化控制,并且三种材料的阴极Tafel斜率明显大于阳极,腐蚀反应为阴极控制;而BG90H-9Cr的阳极极化曲线出现明显钝化现象,腐蚀反应为阳极反应控制。交流阻抗谱(EIS)测试分析结果表明,四种材料在所有温度点均具有两个时间常数,即由高频容抗弧和低频容抗弧组成;随温度升高,N80、BG90H、BG90H-3Cr在60℃极化电阻最小,腐蚀速率最大,由于BG90H-3Cr含有较高的合金元素Cr,极化电阻相对较高,腐蚀速率较低;BG90H-9Cr的Cr含量高达9%wt,可在材料表面形成更加致密的富Cr腐蚀产物膜,其极化电阻远大于其他三种材料,并且随温度升高,极化电阻减小,腐蚀速率增大。EIS与极化曲线的测试分析结果一致,即N80、BG90H、BG90H-3Cr在60℃自腐蚀电流密度出现极大值,而BG90H-9Cr的自腐蚀电流密度要远低于N80、BG90H、BG90H-3Cr,并且随温度升高,自腐蚀电流密度增大。
[Abstract]:In this paper, the corrosion behavior of oil casing steel N80 BG90HU BG90H-3Cr and BG90H-9Cr under simulated combustion flooding gas injection well and production well environment was studied by using salt spray tester, high temperature and high pressure corrosion test equipment and SEMMO-EDS and XRD. The corrosion mechanism of four kinds of oil casing steels was studied by electrochemical measurement. The results of gas injection well corrosion test show that the oxygen uniform corrosion rate of BG90H-3CrG90H-9Cr decreases in turn under different corrosion conditions, and the maximum pitting rate of N80 is up to 5.3655mm / a under wet air conditions. The corrosion test results of production wells show that the corrosion rate of four kinds of oil casing steels is as follows: N80BG90HBG90H-3CrBG90H-9Crunder simulated different corrosion conditions. Under the condition of CO2H2S corrosion, the corrosion rate of the four materials peaked at 120 鈩，

本文编号：2083200