油田N80油套管腐蚀性影响因素研究

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摘 要：N80钢管广泛应用在油田生产中，但是由于钢管所处的环境比较复杂，腐蚀不可避免，并且随着油田生产的进行，腐蚀变得越来越严重，已经对油田的经济安全运行造成了一定程度上的影响，因此对腐蚀机理和影响因素的研究就迫在眉睫。本文模拟长庆油田生产系统实际产出水腐蚀环境，在实验室用挂片失重法考察了反应时间、PH值、HCO3-、SO42-的含量等因素对n80油套钢管腐蚀行为的影响，为采取相应的防腐措施提供了理论依据。

关键词：油田生产 腐蚀 挂片失重法

本文模拟长庆油田某采油厂的地下水环境，对常用的N80钢管的腐蚀规律和影响因素进行了研究，着重考察了反应时间、PH值、HCO3-、SO42-的含量等因素对N80油套钢管腐蚀行为的影响，以期为采取相应的防腐措施提供理论依据。N80钢材的化学成分如表1所示。

一、实验部分

（一）实验材料

模拟油田现场的产出水，磨好的N80金属挂片，广口瓶，恒温水浴，电子天平。

（二）实验步骤

在模拟油田现场的产出水中加入8个带有实验用低碳钢金属挂片的广口瓶中，其中液量为800ml，低碳钢金属挂片3个，实验分8组进行。将广口瓶密封后置于58℃的水浴中，每隔12h将挂片取出称量，计算腐蚀速率。

（三）影响因素测定

1、腐蚀时间对N80钢材腐蚀速率的影响

将密封好的装置置于58℃的旋转挂片腐蚀测试装置中，维持电机转速为150r/min，每隔12h依次取出挂片，进行失重测量，确定腐蚀速率与腐蚀时间之间的关系，计算N80钢材的腐蚀速率。

2、 PH值对N80钢材腐蚀速率的影响

在其它条件恒定的条件下，改变不同PH值，持续反应24h后，进行失重测量，确定腐蚀速率与PH值之间的关系，计算N80钢材的腐蚀速率。

3、 HCO3-的含量对N80钢材腐蚀速率的影响

在其它条件恒定的条件下，改变HCO3-的含量，持续反应24h后，进行失重测量，确定腐蚀速率与HCO3-的含量之间的关系，计算N80钢材的腐蚀速率。

4、 SO42-的含量对N80钢材腐蚀速率的影响

在其它条件恒定的条件下，改变SO42-的含量，持续反应24h后，进行失重测量，确定腐蚀速率与SO42-的含量之间的关系，计算N80钢材的腐蚀速率。

二、结果与讨论

（一）腐蚀时间对N80钢材腐蚀速率的影响实验结果

按上述实验方法测定了不同反应时间下，N80钢材腐蚀速率和时间的关系，实验结果如图（略）所示。

由图（略）腐蚀时间越长，钢材腐蚀速率就越小可以看出，当腐蚀开始时候，腐蚀速率比较高，随着时间的延长，腐蚀速率呈现下降的趋势，在经过一定时间的腐蚀后，腐蚀速率基本上为一定值，不再发生较大的变化。这主要是因为反应刚开始的时候，金属挂片上没有东西覆盖，所以反应进行的很快，随着反应的进行，挂片上形成一层覆盖物，使得反应速率下降。

（二）PH值对N80钢材腐蚀速率的影响实验结果

按上述实验方法测定了不同的PH值情况下，N80钢材腐蚀速率和PH值的关系，实验结果如图（略）所示。

由图（略）PH值越大，钢铁腐蚀速率就急速下降可以看出，当N80钢材处在酸性环境中时，腐蚀速率较高，腐蚀较为严重，酸性越强即PH值越低，腐蚀越明显，当PH值增大到碱性时，腐蚀速率很低，腐蚀不明显，维持在一个基本恒定的水平上，这主要是因为在碱性环境中易形成较多的垢阻止了反应的进行，因此腐蚀速率较低。所以，为了减少腐蚀引起的事故，应该着力提高产出液的PH值。

（三）HCO3-的含量对N80钢材腐蚀速率的影响实验结果

按上述实验方法测定了不同的HCO3-含量下，N80钢材腐蚀速率和HCO3-含量的关系，实验结果如图（略）所示。

由图（略）HCO3-含量越大，N80钢材腐蚀速率就越大可以看出，HCO3-含量和N80钢材腐蚀速率的关系曲线呈现一个波状，腐蚀速率先降至一个最低点，然后在当HCO3-含量升高时候发生转折而上升。这主要是因为HCO3-含量低时，能加速钢材的阴极反应过程，使得腐蚀速率增大；当含量增大时，HCO3-可以吸附在金属表面形成一层膜，阻止了反应的进行，因而腐蚀速率降低，当降低到最低点时，继续增加HCO3-的含量，由于超过了饱和吸附的量因此使得腐蚀速率又开始上升。

三、 结论

（一）本文选择一种油田常见的N80钢材为研究对象，采用失重法进行了腐蚀速率研究。

（二）本文选择腐蚀时间、PH值、HCO3-含量、SO42-含量为因素考查这些因素单独存在时对腐蚀速率的影响程度，发现因素不同影响程度和趋势也不同，具体原因取决于钢材的结构和外界环境。

（三）以上研究结果可以为油田生产系统钢材的选择和防腐提供一定的理论依据。

参考文献

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