含CO2集输管线腐蚀及选材技术研究

论文摘要

本文研究了几种集输管线材料（13Cr、06Cr13、22Cr、316L、L360、16Mn等）在C02环境中的腐蚀行为。室内研究的第一阶段以模拟水质考察在不同CO2分压,含Cl-环境下,各材质的腐蚀行为。结果表明,在CO2分压为1MPa, Cl-浓度为1000mg/L环境下,22Cr、316L两种材料未发生明显腐蚀,1Cr13中度腐蚀,06Crl3、L360和16Mn发生了极严重腐蚀；在CO2分压为5MPa, Cl-浓度为10000mg/L环境下,22Cr、316L发生轻微腐蚀,13Cr发生严重腐蚀,L360、16Mn发生极严重腐蚀,玻璃钢未见明显腐蚀,且材料普遍在液相中腐蚀速率高于在气相中的腐蚀速率。室内研究的第二阶段分别以气田现场采集的采出液（YK6H和YK9X两口气井）考察在不同CO2分压时,气液两相各材质的腐蚀行为。结果表明,在YK9X井采出液中,22Cr、316L发生轻微腐蚀,13Cr发生中度腐蚀,16Mn、L360发生极严重腐蚀,气相较液相腐蚀速率低；在YK6H井采出液中,22Cr、316L发生轻微腐蚀,13Cr发生中度腐蚀,16Mn、L360发生极严重腐蚀,气相较液相腐蚀速率低,且高CO2分压的腐蚀速率较低CO2分压的腐蚀速率高。最后,在室内研究的基础上,本文对油田现场使用的集输管线材料进行了跟踪验证。通过室内研究与现场跟踪,认为：高压玻璃管适合腐蚀严重区块大面积推广使用,双金属复合管（内衬316L）和13Cr适合腐蚀严重的局部管段使用,16Mn、L360不适合含CO2集输管线上单独使用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 2腐蚀研究调研'>第一章 油气田集输系统腐蚀现状与CO₂腐蚀研究调研
• 1.1 国内外油气集输管线现状
• 1.1.1 国内外腐蚀现状
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.1.3 腐蚀防护现状
• 1.2 雅克拉气田腐蚀概况
• 1.2.1 雅克拉气田地理位置与自然环境
• 1.2.2 雅克拉气田天然气性质
• 1.2.3 雅克拉气田原油性质
• 1.2.4 雅克拉气田地层水性质
• 1.2.5 雅克拉气田集输管线腐蚀现状
• 1.2.6 防腐措施现状
• 2腐蚀机理'>1.3 CO₂腐蚀机理
• 1.3.1 阳极反应
• 1.3.2 阴极反应
• 2腐蚀影响因素'>1.4 CO₂腐蚀影响因素
• 1.4.1 温度的影响
• 2分压的影响'>1.4.2 CO₂分压的影响
• 1.4.3 介质中其它离子的影响
• 1.4.4 腐蚀产物膜的影响
• 1.4.5 流速、流型和原油的影响
• 1.4.6 合金元素Cr的影响
• 1.5 课题来源
• 1.6 课题研究背景及意义
• 1.7 课题研究主要内容
• 第二章 实验材料和实验方法
• 2.1 实验材料
• 2.2 高温高压模拟腐蚀试验
• 2.2.1 腐蚀实验方法
• 2.2.2 表面膜的分析方法
• 2.3 选材评价方法
• 第三章 室内试验研究
• 3.1 高温高压模拟试验结果
• 3.1.1 第一阶段实验
• 3.1.2 第二阶段实验
• 3.1.3 第三阶段实验
• 3.2 本章小结
• 第四章 现场试验结果评价
• 4.1 试验材质现场运行效果跟踪
• 4.2 腐蚀速率统计分析
• 4.3 现场试验结果
• 4.3.1 16Mn渗氮、15CrMo高压锻制直角弯头现场试验及效果评价
• 4.3.2 06Cr13材质管段现场试验结果及效果评价
• 4.3.3 16Mn材质试验段现场试验结果及效果评价
• 4.3.4 双金属复合管（内衬316L）现场试验结果及效果评价
• 4.3.5 13Cr材质试验段现场试验结果及效果评价
• 4.3.6 1Cr13材质方墩弯头现场试验结果及效果评价
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要