论文部分内容阅读
CO2腐蚀,也称"甜蚀",一直是困扰油气工业发展的原因之一.为提高油气设施的使用寿命和安全系数,CO2腐蚀预测被引入对油气设施的早期设计环节,因此国外大的公司与研究所相继推出了不同的腐蚀预测软件.根据原理不同,这些软件大致可分为：经验模型软件,半经验模型软件和理论模型软件.众所周知,CO2腐蚀涉及多个影响因素,如CO2分压,pH,温度,水/油比,FeCO3,H2S,FeS等等.每个腐蚀预测软件对于这些影响因素的考虑程度是不同的,因而不可避免的导致一个情况,即针对同一案例,不同的预测软件得到的结果不尽相同.工业界可用的模型包括de Waard model, Cassandra(BP),Norsokmodel, Hydrocor(Shell), Predict model, SweetCor, Freecorp, ECEmodel等.文章选择了四种工业界常用的CO2腐蚀预测软件进行评价：Norsok,ECE,Predict 6.0和FreeCorp(Multicorp).Norsok是基于科研项目中得到的大量流动回路数据而发展出的经验模型.Norsok包含了pH和壁面剪切力的计算模块,并考虑了高温高pH条件下保护性腐蚀产物膜的作用.该模型局限性表现在1)该模型不可使用于CO2/H2S分压比小于20和H2S分压高于0.5 bars的情况；2)该模型不可用于CO2分压小于0.5 bars且有机酸含量大于100 ppm的情况；3)该模型不可用于管线顶部腐蚀；4)该模型为点模型.ECE是基于de Waard model发展而来的半经验模型软件,并增补了对油相作用的考虑和pH计算模块.对于低含水量的情况,该模型预测出的腐蚀速率偏低.而对于高含水量或者低流速的情况,因油水两相分离该模型无法预测油相的保护性.同样基于de Waard model的还有Predict 6.0,该模型引入了有效CO2分压的校正因子和一个简单流体模型的模块.Predict 6.0着重考虑了油相和保护性腐蚀产物膜的作用.该模型的主要输入数据包括CO2和H2S的分压,温度,流速和pH.MultiCorp(FreeCorp)是为多相流腐蚀速率预测而发展出的理论模型.该模型包含了对油/水两相流,水化学,传质过程,电化学动力学方面的考虑,并且包括了pH计算模块,活塞流和三相流的腐蚀速率预测.迄今为止,没有对CO2腐蚀预测的通用型软件.这些预测模型各有优缺点,并且预测结果不一致.因此深入了解不同的腐蚀预测模型并选择合适的预测模型,成为工业界对具体案例进行CO2腐蚀预测的关键.