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油田采出污水腐蚀因素的研究
来源:互联网 qikanw | 何英华,王宝辉,董荟思,宁方军,孙婧
【分  类】 化工与理学
【关 键 词】 油田采出水;腐蚀;影响因素;腐蚀率
【来  源】 互联网
【收  录】 中文学术期刊网
正文:

  摘 要:本文以大庆油田现场采出污水为母液,配制各种不同的体系溶液,分别考察A3钢挂片在不同的环境体系中的腐蚀情况,改变温度、矿化度浓度、聚丙烯酰胺浓度、碳酸盐浓度、pH值和氯离子浓度等条件来分析外界因素对腐蚀的影响,从而准确的分析出腐蚀的影响因素。结果表明:随着温度的升高,腐蚀率先升高后降低,出现极值;聚丙烯酰胺有缓蚀作用;pH值升高,腐蚀减缓;矿化度有加速腐蚀的作用;碳酸盐的加入,腐蚀减缓;Cl-浓度增大,腐蚀速度增大;细菌浓度的升高,腐蚀加快。

  关键词:油田采出水;腐蚀;影响因素;腐蚀率

  中图分类号:TE 685·5 文献标识码:B 文章编号:1000–6613(2008)08–0000–00

  Abstract: This article uses the produced sewage of the Daqing oilfield as mother liquor to prepare varieties of solution, We respectively study the corrosion situation of the A3 steel at different environment systems, we change the temperature, the concentration of salinity, the concentration of polyacrylamide, the concentration of carbonate, the pH value and the concentration of Cl- to analyze the external factors on the impact of corrosion, Thus we can accurately analyze the factors on the impact of corrosion. The results showed that the corrosion velocity firstly rise and then descended with the increase of temperature and it will appear the extreme value; The polyacrylamide has the effect of slowing corrosion down; the corrosion velocity descended with the increase of pH; Salinity can make the corrosion speed up; the corrosion velocity descended with the increase of concentration of carbonate; It would rise with the augment of consistency of Cl-; With the augment of bacteria in medium, corrosion aggravated.

  Keywords: oilfield produced sewage; corrosion; the factors on the impact; corrosion velocity

  收稿日期:2008–11–2;修改稿日期:。

第一作者简介:何英华,硕士,化学工艺。电话13904898657 E-mail qiuyiying88_@163.com。 油田开发初期,含水率较低,油井的腐蚀并不严重,但是近年来,随着油田开发的不断深入,油田生产已进入高含水期,综合含水不断上升,采油污水中含有大量离子、微生物等腐蚀介质使得采油、输油设备腐蚀问题表现得日趋突出,卡泵、油、气、水的跑、冒、滴、漏,管杆腐蚀磨损等现象越来越严重。油气田是使用钢材的大户,从钻井至油气生产、集输、原油加工、污水处理,都需要钢材,油气田的腐蚀存在于各个生产环节,因此对腐蚀的影响因素的研究尤为重要。

  1.实验部分本实验从计算腐蚀率方面对油田腐蚀因素进行了研究。 1.1仪器与试剂实验中所用仪器与试剂如表1-1所示:

  表1-1实验仪器一览表 仪器名称及型号 试剂名称 电子天平(AL-104型)

  分光光度计

  电动吹风机

  游标卡尺

  真空干燥器

  玻璃仪器气流烘干器

  A3钢

  氢氧化钠

  丙酮

  无水乙醇

  乙醚

  硅酸钠 1.2腐蚀率计算方法参照大庆油田有限责任公司企业标准SY 5329-88,采用大庆油田的现场水,研究各种体系对采出水腐蚀变化的影响。腐蚀速度计算:

  F=3650Δw/(S·ρ·tf)

  式中:F:平均腐蚀率,mm/a

  Δw:试片失重,g

  S:试片总表面积,cm2

  ρ:试片材质密度,g/cm3

  tf:挂片时间,d 1.3腐蚀试片(A3钢)试前处理将试片取出,用滤纸轻轻擦去油污。用丙酮洗油后放入酸清洗液中,试片清洗后用自来水冲洗,立即浸入氢氧化钠溶液中,取出,用蒸馏水冲洗,用试纸檫干后,浸入无水乙醇中,冷风吹干,置于干燥器中4h后称重,精确到0.0001g。 2.2.结果与讨论 2.1温度对腐蚀的影响 将A3钢挂片分别放在温度不同的体系中,研究一段时间内不同温度的污水原溶液对A3钢的腐蚀情况,计算腐蚀率,考察温度对挂片腐蚀的影响。

  图1 腐蚀率随温度变化规律

  从上图1中可以看出腐蚀率随温度的升高是先增大再减小,从整个图形来看温度在50℃时,腐蚀率达到最大,从实验中所取的5个实验点来看,当温度达到45℃时腐蚀率达到最大点,这是因为体系环境的温度为45℃时,是细菌生长的适宜适宜温度,温度过低可能没达到细菌生长的适宜条件,温度过高可能将细菌杀死。可见低温或高温可降低腐蚀A3钢速度,延缓腐蚀。大量的研究结果显示,温度是腐蚀的重要影响参数。温度高时生成的腐蚀产物Fe9S8、FeCO3比较疏松,没有保护性能。温度低时,细菌活力降低,生成的腐蚀产物FeS非常致密,所以腐蚀得到一定的抑制。

  但是图中腐蚀率随温度的升高腐蚀率出现波动,这是因为含Mn钢(A3钢)在40℃附近,腐蚀在动力学上有质的变化。碳酸亚铁(FeCO3)溶解度具有负的温度系数,随温度升高而降低。因此在40℃~110℃之间,钢表面可生成具有一定保护性的腐蚀产物膜层,使腐蚀速率出现过渡区,该温度区域内局部腐蚀较突出。而低于40℃,不能形成保护性膜层,钢的腐蚀速率(CR)在此区间出现极大值。

  温度影响腐蚀规律主要表现在:1)温度影响介质中CO2、O2、H2S等造成A3钢腐蚀加剧的气体的溶解度;2)温度增大,反应速率增大;3)腐蚀产物膜的溶解度随温度的升高而降低。三种因素的综合作用导致A3钢的腐蚀速率在随温度变化出现腐蚀极大值的现象。由此可见,温度是通过化学反应和腐蚀产物膜特性影响钢的腐蚀速率。因此,随钢种和环境介质、状态参数发生变化,钢材腐蚀速率随温度的变化规律有差异。 2.2聚丙烯酰胺对腐蚀的影响将A3钢挂片分别放置在以现场污水为母液配制的不同浓度的聚丙烯酰胺的污水溶液中,研究一段时间内不同浓度的聚丙烯酰胺污水溶液对A3钢的腐蚀情况,考察聚丙烯酰胺对挂片腐蚀的影响。计算腐蚀率,将聚丙烯酰胺与腐蚀率作图,考察腐蚀率随聚丙烯酰胺的变化规律。

  图2 腐蚀率随聚丙烯酰胺变化规律

  从上图2中可以看出腐蚀率随着聚丙烯酰胺的升高而降低,这主要是因为随着聚合物浓度的增加使溶液含氧量降低,粘度显著增加,导致A3钢在中性体系中的电化学腐蚀的阴极反应受阻,抑制了金属的腐蚀。此外HPAM中含有电负性高的氧、氮、硫,由亲水性极性基团和憎水的非极性基团组成“亲水的极性基团”,可以吸附于金属表面的活性点或整个表面,而憎水的非极性基团,通过憎水基起隔离作用,把腐蚀介质和金属表面隔开,起到了减缓腐蚀的作用。[1] 2.3 pH值对腐蚀的影响将A3钢挂片分别放置在以现场污水为母液配制成的不同PH值的污水溶液中,研究一段时间内不同PH值的污水溶液对A3钢的腐蚀情况,考察PH值对挂片腐蚀的影响。计算腐蚀率,将PH值与腐蚀率作图,考察腐蚀率PH值的变化规律。

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