论文部分内容阅读
现阶段我国油田都处于开采的后期,注水采油会带来大量的采出液。采出液中含有的大量Cl-和Ca2+会导致局部腐蚀和垢下腐蚀,引起管道破坏,从而造成工程延迟和经济损失。因此研究采出液系统的腐蚀行为,掌握腐蚀的影响因素、腐蚀类型及腐蚀机理,并根据其腐蚀机理筛选出符合要求的缓蚀剂,为油田防腐提供实质的指导意见是很有必要的。本论文以油田采出液为研究对象,具体研究Q235钢在采出液系统中的全面腐蚀及点蚀行为及影响因素,最后对采出液系统中的缓蚀剂进行筛选。具体研究为: 1、在温度50℃,pH6的条件下,运用旋转挂片法和电化学方法分析腐蚀相关影响因素。通过滞后环实验研究了采出液中不同浓度Cl-、SO42-、HCO3-、Ca2+和Mg2+对Q235钢腐蚀的影响,结果表明:随着Cl-浓度的增大,Q235钢电极腐蚀逐渐加重,在氯离子浓度为100g/L时滞后环的面积最大,Q235钢的点蚀敏感性最强,最易发生点蚀;在SO42-浓度为0.15g/L时最容易发生点蚀,随着离子浓度的增加,腐蚀速度先上升后下降;在HCO3-浓度为0.07g/L时,Q235钢的腐蚀速度最高,为0.7273mm/a;随着Ca2+和Mg2+浓度增加,滞后环面积逐渐增大,溶液中结垢倾向增大,垢下腐蚀加剧。 随着温度和转速的不断升高,Q235钢试片的年腐蚀速度逐渐增加,在90℃年腐蚀速度达到最大为0.3980mm/a,流速为0.942m/s时年腐蚀速度达到最大为0.3997mm/a。Q235钢试片的年腐蚀速度随着pH值的增加呈现先降低后上升的趋势,说明酸性减弱能减缓溶液中的H+和Q235钢试片之间的反应,减少两者之间的接触几率,从某种程度上能抑制腐蚀的进行。 2、通过模拟闭塞电池装置,研究闭塞区内Cl-和pH值随着时间的变化来研究采出液中局部腐蚀的情况。结果表明,随着时间的延长,Cl-浓度逐渐增大,pH值下降。通入的电流越大,Cl-浓度富集的越多,pH值下降越明显。 3、通过乳化试验和失重法对缓蚀剂进行了筛选。结果表明:三组分的三聚磷酸钠与磷酸和ODD复配总量为90 mg/L,比例为3:4:2时缓蚀效果最好,缓蚀率达85%。交流阻抗实验研究表明,容抗弧在高频区均为单一的半圆曲线形,低频区则是一条略微向上倾斜的斜线,说明Q235钢在该条件下电极反应过程受电化学和扩散混合控制,容抗弧半径越大,电荷传递阻力越大,缓蚀效果越好。滞后环实验表明缓蚀剂分子能吸附在金属表面,排挤掉吸附在金属表面上的其它活性离子,并在活性点处形成保护膜,对Q235钢的局部腐蚀均起到一定的抑制作用。对实验室垢样的SEM进行分析发现,缓蚀剂在Q235钢表面形成了比较致密的保护膜,能够有效阻止腐蚀介质向金属迁移,从而起到缓释作用。随着时间的延长,缓蚀剂的缓蚀率先上升后下降。