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油田集输管道CO2腐蚀规律和预测模型研究

2020-12-08阅读(180)

油田集输管道CO2腐蚀规律和预测模型研究

论文摘要

近年来,随着CO2驱油工艺的发展,集输管道的CO2腐蚀问题日益突出,腐蚀损失约占石油石化行业产值的6%左右。造成油田管道腐蚀的主要因素有CO2腐蚀、H2S腐蚀、SRB细菌腐蚀和矿化度腐蚀等等,其中,CO2腐蚀是最普遍也是最严重的腐蚀。通过研究CO2腐蚀机理,分析腐蚀规律,预测腐蚀速率从而为油田采取相应的应对措施提供理论参考,是本文研究的主要内容。本文通过实验室模拟现场腐蚀环境来研究CO2腐蚀规律和影响因素,主要以集输管道的常用钢A3钢为样本。室内实验结果表明:低温时腐蚀速率随温度升高而升高,而在高温下由于FeCO3保护膜的生成使腐蚀速率下降;随着CO2分压的不断上升,腐蚀速率也逐渐升高;氯离子的存在对A3钢的CO2腐蚀速率有促进作用;pH值升高,氢离子浓度减小,腐蚀速率降低,当pH大于7之后,腐蚀速率趋于稳定。本文在现有腐蚀预测模型的基础上,结合大量实验室和现场数据,开发了SDcorr腐蚀分析预测软件。该软件包括综合腐蚀分析和CO2腐蚀预测两部分内容。综合腐蚀分析通过对集输管道CO2腐蚀,H2S腐蚀,SRB细菌腐蚀和矿化度腐蚀进行分析,研究多种腐蚀因素相互影响和综合作用对腐蚀速率的影响,判断出主要腐蚀因素,并针对主要腐蚀因素提出具体防腐建议。在此基础上,开发了CO2腐蚀预测模型,该模型可以针对集输管道常用钢A3钢和油管钢N80钢两种管材进行腐蚀预测。CO2腐蚀预测模型综合考虑温度、CO2分压、pH值、流速、管壁粗糙度等多种影响因素,是在现有预测模型的基础上,结合实验数据拟合而成。通过和其它模型的比较以及实验室结果的验证表明,该模型对CO2腐蚀速率的预测结果是可靠的。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究目的和意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 2腐蚀研究现状'>1.2.1 CO2腐蚀研究现状
  • 2腐蚀预测模型的研究进展'>1.2.2 CO2腐蚀预测模型的研究进展
  • 2腐蚀预测模型简介'>1.2.3 现有的CO2腐蚀预测模型简介
  • 1.3 研究内容
  • 2腐蚀及影响因素分析'>第二章 CO2腐蚀及影响因素分析
  • 2.1 油田管道腐蚀特点简介
  • 2.1.1 集输管道的腐蚀
  • 2.1.2 油井的腐蚀
  • 2的物理性质'>2.2 CO2的物理性质
  • 2的腐蚀类型介绍'>2.3 CO2的腐蚀类型介绍
  • 2腐蚀程度的分级'>2.4 CO2腐蚀程度的分级
  • 2腐蚀机理'>2.5 CO2腐蚀机理
  • 2腐蚀的主要影响因素'>2.6 CO2腐蚀的主要影响因素
  • 2.6.1 温度的影响
  • 2分压'>2.6.2 CO2分压
  • 2.6.3 pH 值
  • 2.6.4 溶液成分的影响
  • 2.6.5 流速的影响
  • 2.6.6 合金成分的影响
  • 2腐蚀产物膜'>2.6.7 CO2腐蚀产物膜
  • 2.7 局部腐蚀
  • 2.7.1 应力腐蚀破裂（SCC）
  • 2.7.2 小孔腐蚀
  • 2.7.3 其他类型的局部腐蚀
  • 2.8 常用的防腐措施
  • 2腐蚀室内实验研究'>第三章 CO2腐蚀室内实验研究
  • 3.1 实验仪器和设备
  • 3.2 实验试剂
  • 3.3 挂片法
  • 3.3.1 实验原理
  • 3.3.2 实验步骤
  • 3.4 实验结果
  • 2腐蚀速率的影响'>3.4.1 温度对CO2腐蚀速率的影响
  • 2分压对腐蚀速率的影响'>3.4.2 CO2分压对腐蚀速率的影响
  • 3.4.3 Cl-浓度对腐蚀速率的影响
  • 3.4.4 pH 值对腐蚀速率的影响
  • 3.5 本章小结
  • 2腐蚀预测模型的建立'>第四章 综合腐蚀分析和CO2腐蚀预测模型的建立
  • 4.1 综合腐蚀因素分析
  • 2和H2S 腐蚀'>4.1.1 CO2和H2S 腐蚀
  • 4.1.2 SRB 细菌腐蚀
  • 2腐蚀的影响'>4.1.3 矿化度对CO2腐蚀的影响
  • 4.1.4 综合腐蚀防护
  • 2腐蚀预测模型'>4.2 CO2腐蚀预测模型
  • 4.2.1 温度常数Kt
  • 4.2.2 逸度
  • 4.2.3 管壁切应力
  • 4.2.4 pH 值和温度之间的复杂函数
  • 2腐蚀预测模型的改进'>4.3 CO2腐蚀预测模型的改进
  • 4.3.1 粗糙度
  • 4.3.2 粘度
  • 4.3.3 模型公式改进
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 腐蚀预测软件设计与编制
  • 5.1 总体框架设计
  • 5.1.1 总体结构
  • 5.1.2 综合腐蚀模块
  • 2腐蚀预测模块'>5.1.3 CO2腐蚀预测模块
  • 5.1.4 程序框图
  • 5.2 软件环境
  • 5.3 软件界面一览
  • 5.4 模型测试
  • 5.4.1 综合腐蚀分析
  • 2腐蚀预测模型测试'>5.4.2 CO2腐蚀预测模型测试
  • 5.4.3 模型比较
  • 5.4.4 实验室结果和SDcorr 软件预测结果比较
  • 5.5 本章小结
  • 第六章 结论
  • 参考文献
  • 致谢

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