塔河油田腐蚀工况下碳钢的硫酸盐还原菌腐蚀行为实验
发布时间：2021-11-05 10:35
为了研究塔河油田腐蚀工况条件下硫酸盐还原菌（SRB）对碳钢腐蚀行为的影响规律,采用高温高压反应釜模拟腐蚀工况进行实验,测试细菌数量,利用扫描电子显微镜、激光共聚焦显微镜对腐蚀形貌和点蚀深度进行分析,并采用失重法计算腐蚀速率。实验研究发现:（1）在高矿化度（Cl-质量浓度为11.87×104 mg/L）下,温度由40℃升至80℃,溶液中的细菌数量,由110个/mL减少至25个/mL;（2）当温度为40℃时,点蚀速率最大,为5.475 mm/a;（3）当温度为60℃时,随着矿化度升高,细菌活性降低,点蚀速率呈现先降低后升高趋势;（4）在高矿化度、60℃条件下,改变H2S分压,对溶液中的细菌数量无明显影响,但点蚀速率和均匀腐蚀速率下降。研究结果表明:SRB在塔河油田极端工况下可以存活,温度和矿化度升高可使SRB浓度降低,H2S分压对SRB浓度影响不大。温度是影响SRB腐蚀的重要因素,温度越高,SRB造成的点蚀越轻微;矿化度升高会影响细菌活性,削弱细菌造成的点蚀。（图4,表7,参19）
【文章来源】：油气储运. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同温度下SRB对不同碳钢试样的腐蚀速率曲线
随着矿化度的升高，20#钢和L245碳钢试样的均匀腐蚀速率先升高后降低；虽然在Cl-质量浓度为11.87×104 mg/L时有所降低，但仍高于Cl-质量浓度为2×104 mg/L时的均匀腐蚀速率。20#钢和L245碳钢试样的点蚀速率随着矿化度的升高呈现先降低后增高的趋势，这是因为当矿化度升高时，SRB的活性和腐蚀能力受到抑制，导致所造成的点蚀深度降低；而当矿化度持续升高后，高浓度的Cl-会加速碳钢的点蚀，因而点蚀速率会升高（图3）。由不同矿化度下两种碳钢的SRB腐蚀点蚀系数（表5）可知，随着矿化度的升高，局部腐蚀程度均减弱，尤其是L245碳钢，减弱程度最明显。虽然高Cl-浓度导致碳钢点蚀，但其对腐蚀形貌的影响仍不及SRB，当SRB浓度高时，点蚀系数也最高。2.3 H2S分压的影响
随着H2S分压增大，两种碳钢试样的均匀腐蚀速率和点蚀速率均降低（图4），而碳钢试样SRB腐蚀的点蚀系数并未发生明显变化（表7），腐蚀形态均为局部腐蚀。H2S分压增大后，碳钢试样表面形成的Fe S腐蚀产物膜更加致密，对基体起到了更好的保护作用，均匀腐蚀速率降低。H2S分压对SRB造成点蚀的影响有待研究，应与H2S分压增大导致腐蚀环境的p H值降低有关。综上，塔河油田工况条件下，SRB在40℃、低矿化度条件下会形成较深的点蚀，造成严重的微生物腐蚀。在该条件下，SRB的活性和浓度在现场产出水环境里都是最高的，容易产生点蚀。当温度升高或矿化度提高时，SRB的活性减弱，浓度降低，虽然点蚀速率降低，但仍呈现出明显的局部腐蚀特征。20#钢和L245碳钢两种材料的均匀腐蚀速率和点蚀速率并未呈现显著不同，在大部分条件下，L245碳钢的均匀腐蚀速率和点蚀速率较低。然而，相同条件下L245碳钢呈现出更明显的局部腐蚀行为。L245碳钢因SRB造成的局部腐蚀发生穿孔等腐蚀危害的风险比20#钢更大，这可能与两种材料的元素成分不同有关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Anaerobic microbiologically influenced corrosion mechanisms interpreted using bioenergetics and bioelectrochemistry: A review[J]. Yingchao Li,Dake Xu,Changfeng Chen,Xiaogang Li,Ru Jia,Dawei Zhang,Wolfgang Sand,Fuhui Wang,Tingyue Gu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(10)
[2]塔河9区高含H2S凝析气藏地面集输管道防腐蚀选材与内涂层防腐蚀考察[J]. 梁光川,马骐,叶帆,周军,宋泞杉. 材料保护. 2018(01)
[3]塔河油田地面集输管网碳钢管线材质实验研究[J]. 张菁,赵毅,王晓慧,于延钊. 油气田地面工程. 2017(06)
[4]塔河油田集输管道腐蚀因素及防腐措施[J]. 卢智慧,何雪芹,何昶. 油气田地面工程. 2015(07)
[5]塔河油田油气集输管网腐蚀现状及防腐蚀技术[J]. 李占坤,孙彪,王喜乐,王国瑞,宝音. 腐蚀与防护. 2015(03)
[6]硫酸盐还原菌作用下Cl-浓度对20号钢在高矿化度油田卤水中腐蚀行为的影响[J]. 于勇,王元春,樊学华,杨黎晖,李言涛. 腐蚀与防护. 2015(01)
[7]油田硫酸盐还原菌的危害及防治[J]. 吕红梅,王彪,朱霞. 石油化工腐蚀与防护. 2013(06)
[8]塔河油田输油管道典型腐蚀与对策[J]. 杨新勇,蒋勇,杨玉琴,杨映达,郭秀东. 全面腐蚀控制. 2012(10)
[9]塔河油田原油集输管道弯管开裂原因[J]. 陈迪. 油气储运. 2011(05)
[10]塔河油田集输管道腐蚀与防腐技术[J]. 叶帆,杨伟. 油气储运. 2010(05)
本文编号：3477637
【文章来源】：油气储运. 2020,39(10)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同温度下SRB对不同碳钢试样的腐蚀速率曲线
随着矿化度的升高，20#钢和L245碳钢试样的均匀腐蚀速率先升高后降低；虽然在Cl-质量浓度为11.87×104 mg/L时有所降低，但仍高于Cl-质量浓度为2×104 mg/L时的均匀腐蚀速率。20#钢和L245碳钢试样的点蚀速率随着矿化度的升高呈现先降低后增高的趋势，这是因为当矿化度升高时，SRB的活性和腐蚀能力受到抑制，导致所造成的点蚀深度降低；而当矿化度持续升高后，高浓度的Cl-会加速碳钢的点蚀，因而点蚀速率会升高（图3）。由不同矿化度下两种碳钢的SRB腐蚀点蚀系数（表5）可知，随着矿化度的升高，局部腐蚀程度均减弱，尤其是L245碳钢，减弱程度最明显。虽然高Cl-浓度导致碳钢点蚀，但其对腐蚀形貌的影响仍不及SRB，当SRB浓度高时，点蚀系数也最高。2.3 H2S分压的影响
随着H2S分压增大，两种碳钢试样的均匀腐蚀速率和点蚀速率均降低（图4），而碳钢试样SRB腐蚀的点蚀系数并未发生明显变化（表7），腐蚀形态均为局部腐蚀。H2S分压增大后，碳钢试样表面形成的Fe S腐蚀产物膜更加致密，对基体起到了更好的保护作用，均匀腐蚀速率降低。H2S分压对SRB造成点蚀的影响有待研究，应与H2S分压增大导致腐蚀环境的p H值降低有关。综上，塔河油田工况条件下，SRB在40℃、低矿化度条件下会形成较深的点蚀，造成严重的微生物腐蚀。在该条件下，SRB的活性和浓度在现场产出水环境里都是最高的，容易产生点蚀。当温度升高或矿化度提高时，SRB的活性减弱，浓度降低，虽然点蚀速率降低，但仍呈现出明显的局部腐蚀特征。20#钢和L245碳钢两种材料的均匀腐蚀速率和点蚀速率并未呈现显著不同，在大部分条件下，L245碳钢的均匀腐蚀速率和点蚀速率较低。然而，相同条件下L245碳钢呈现出更明显的局部腐蚀行为。L245碳钢因SRB造成的局部腐蚀发生穿孔等腐蚀危害的风险比20#钢更大，这可能与两种材料的元素成分不同有关。
【参考文献】：
期刊论文
[1]Anaerobic microbiologically influenced corrosion mechanisms interpreted using bioenergetics and bioelectrochemistry: A review[J]. Yingchao Li,Dake Xu,Changfeng Chen,Xiaogang Li,Ru Jia,Dawei Zhang,Wolfgang Sand,Fuhui Wang,Tingyue Gu. Journal of Materials Science & Technology. 2018(10)
[2]塔河9区高含H2S凝析气藏地面集输管道防腐蚀选材与内涂层防腐蚀考察[J]. 梁光川,马骐,叶帆,周军,宋泞杉. 材料保护. 2018(01)
[3]塔河油田地面集输管网碳钢管线材质实验研究[J]. 张菁,赵毅,王晓慧,于延钊. 油气田地面工程. 2017(06)
[4]塔河油田集输管道腐蚀因素及防腐措施[J]. 卢智慧,何雪芹,何昶. 油气田地面工程. 2015(07)
[5]塔河油田油气集输管网腐蚀现状及防腐蚀技术[J]. 李占坤,孙彪,王喜乐,王国瑞,宝音. 腐蚀与防护. 2015(03)
[6]硫酸盐还原菌作用下Cl-浓度对20号钢在高矿化度油田卤水中腐蚀行为的影响[J]. 于勇,王元春,樊学华,杨黎晖,李言涛. 腐蚀与防护. 2015(01)
[7]油田硫酸盐还原菌的危害及防治[J]. 吕红梅,王彪,朱霞. 石油化工腐蚀与防护. 2013(06)
[8]塔河油田输油管道典型腐蚀与对策[J]. 杨新勇,蒋勇,杨玉琴,杨映达,郭秀东. 全面腐蚀控制. 2012(10)
[9]塔河油田原油集输管道弯管开裂原因[J]. 陈迪. 油气储运. 2011(05)
[10]塔河油田集输管道腐蚀与防腐技术[J]. 叶帆,杨伟. 油气储运. 2010(05)
本文编号：3477637
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