NR 油田油井井筒腐蚀影响因素实验研究

针对NR 油田油井井筒腐蚀日益严重的问题,展开了产出水对油井井筒腐蚀原因及影响因素实验研究。采用 了静态挂片法,以典型井产出水为研究对象,系统研究产出水在不同腐蚀时间、pH 值、CO2 浓度、H2S 浓度条件下对腐 蚀速率的影响,应用正交实验研究这几种因素对腐蚀速率的影响程度。实验结果表明,腐蚀反应时间在24 h 时腐蚀速 率达到最大,超过24 h 后随着时间延长腐蚀速率慢慢降低,当超过72 h 时腐蚀速率基本不变。温度越高,产出水对挂 片腐蚀越严重,挂片为均匀腐蚀,随温度逐渐升高,腐蚀产物由黄色变成黑色,棕红色的溶液中含有暗红色絮状沉淀; 在65 ℃时,pH 值越低的产出水对挂片腐蚀速率影响越大,产出水中H2S 浓度与CO2 浓度对挂片腐蚀速率影响相当, 由正交实验确定了腐蚀速率影响程度大小顺序,依次为温度、pH 值、H2S 浓度、CO2 浓度,与单因素影响实验结果一 致。     

NaCl薄层液膜下X70钢腐蚀的电化学研究

采用交流阻抗法和极化曲线法研究了X70钢在NaCl薄层液膜下的电化学行为.研究结果表明:C1-浓度的增大,促进了X70钢在溶液中的阳极反应,降低了电荷传递电阻和自腐蚀电位,腐蚀速率增大,C1-浓度大于0.20mol/L时,X70钢腐蚀速率反而降低.在0.20mol/LNaCl薄层液膜下,液膜厚度在1000-120μm时,阴极极限扩散电流变化不大,液膜厚度小于120μm,阴极极限扩散电流剧增;随着液膜厚度减薄,X70钢的腐蚀速率先增大后降低.     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明，所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀，对CO₂的腐蚀抑制效果更好，10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响，矿化度在10000～70000mg/L变化时，缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场，尤其是偏酸性水质，腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

施加电位对镍缝隙腐蚀过程中损伤演变的模拟

为了预测Ni200在24 ℃、0.5 mol/L H2SO4溶液中的缝隙腐蚀行为,开发了镍金属缝隙腐蚀的二维模型。在镍金 属电极表面施加电位,设定了模型条件、电位边界条件和控制方程;采用COMSOL软件模拟电位降控制的镍金属缝隙腐蚀,模拟了施加电位对不同缝隙间距的影 响以及缝隙腐蚀过程的镍电极损伤演变,界面电位和局部腐蚀电流密度的分布,并将模拟结果与已发表的实验结果对比。结果表明：该模型结果与文献实验值吻 合,可为金属的点蚀、缝隙腐蚀缝口堆积物引起的变形等问题提供参考,对金属的腐蚀防护有一定的参考意义。     

X70钢在模拟大气腐蚀水中的腐蚀行为研究

采用极化曲线法和交流阻抗法研究了X70钢在含0.5g/L的Na2SO、Na2CO3、NaCl模拟大气腐蚀水中的电化学行为.结果表明:随着浸泡时问的延长,X70钢腐蚀速率逐渐降低;液膜厚度在1000-800μm时,阴极极限扩散电流变化不大,液膜厚度小于800μm时,阴极极限扩散电流剧增.随着液膜厚度减薄,X70钢腐蚀速率呈增大趋势.     

土壤中氯离子对X70钢腐蚀影响的电化学研究

利用极化曲线技术和电化学阻抗测试技术,研究了X70钢在含不同浓度氯离子土壤中的腐蚀行为.实验结果表明:氯离子对X70钢腐蚀的影响显著.随着土壤中氯离子浓度的增加,X70钢的腐蚀速率也增加.当土壤中氯离子增大到0.3%时,腐蚀速率最大,而后X70钢的腐蚀速率随着氯离子浓度的增大而减小.     

关于高温模拟炉水中碳钢的腐蚀研究

用计算腐蚀增重速率，腐蚀产物电子探针微区元素分析，表面形貌分析，溶液中总铁浓度的测定及表现物相的x-衍射分析等方法，通过高压釜挂片试验，研究了在模拟炉水中碳钢的腐蚀情况，结果表明：水中溶碳钢试片的成膜影响较大，腐蚀速率随溶氧浓度减少而明显下降，炉水PH值控制在9．2－9．6，侵蚀性阴离子Cl-的浓度小于0．4mg/L；温度大于250度时表面膜为磁性Fe3O4，较均匀，致密，耐蚀性好。     

蒸汽发生器炉管壁减薄机理

从腐蚀理论和影响因素来解释了“蒸汽发生器炉管失效分析”一文中所揭示的现象,蒸汽发生器炉管减薄主要源于内表面腐蚀,炉管径向截面出现裂纹和次生裂纹,腐蚀表面有冲蚀和气蚀痕迹。介绍了蒸汽发生器炉管壁减薄机理,炉管壁在高温高压的工况下,金属与水汽接触产生汽水腐蚀,形成以氧化铁为主的腐蚀产物。炉管内液体在流动过程中地被加热,产生大量的蒸汽泡,蒸汽泡溃灭过程中造成氧化膜甚至母体金属破坏。与此同时,应力和活性阴离子对氧化膜的破坏造成孔蚀;氧的存在加剧了腐蚀作用。气蚀作用能使脱落的固体颗粒在水汽中形成固液汽三相流冲蚀作用,使材料被除去,母体金属与介质直接接触,周而复始的连续作用使管壁减薄。通过论述,以期对炉管减薄有更清晰的认识,从而对蒸汽发生器的使用起到一定的指导作用。     

Ta: SnO2薄膜的制备与性能研究

SnO2作为一种典型的宽带隙半导体材料具有许多优异的物理和化学性质，例如极高的电子电导率、可见光透过率和化学稳定性，因此广泛用于光电材料、太阳能电池和气敏材料等各领域。采用溶胶 凝胶法在玻璃基片上制备了Ta掺杂SnO2透明导电薄膜，其中Ta含量在8 atom.%左右。Ta:SnO2薄膜的表面形貌较平整，但由于局部应力使薄膜出现了细小的断裂。Ta:SnO2薄膜为金红石结构，结晶程度较高，由于Ta5+、Sn4+离子半径接近，Ta原子溶入SnO2的晶格中置换Sn原子位置形成了稳定均一的固溶体结构，因此没有第二相出现，但是其晶格常数略有变化。     

普通碳钢的一种 PVD 镀膜及其耐蚀性研究

为了提高水力喷射压裂中喷嘴的耐蚀耐磨性， 使用普通碳钢进行 PVD 镀膜， 研究了 3 种镀膜试样的表面物理性能和脉冲负偏压的影响， 采用失重法、 电化学法和 XRD 等测试了 PVD 镀膜的耐蚀性。结果表明： 脉冲负偏压在–400∼–700 V， 镀层的沉积速率和显微硬度随负偏压的增大而降低， 膜基结合力先增加后减小； 在高流速下， 3 种试样均表现出良好的耐磨蚀性， 模拟地层水流速为 6 m/s 时， 碳钢的磨蚀速率是镀膜试样的 4 倍； 单因素条件下， 3 种镀膜的腐蚀速率随 Cl−浓度增加先增加后减小， 随 pH 值增加而减小； 3 种镀膜中 AlCrN （厚） 镀膜的耐蚀性最佳， 这与镀膜的致密性和牺牲阳极保护作用有关。     

采出污水配制聚合物溶液的影响因素研究

研究了聚合物驱采出污水中Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Fe2+、Fe3+六种离子对聚合物溶液初始黏度的影响和溶解氧、阳离子、粘土矿物以及细菌对其稳定性的影响程度，提出了采出污水配注聚合物的参考控制指标和限度。研究结果表明，高价金属阳离子是影响聚合物水溶液初始黏度的主要因素，其由大到小的顺序为Fe2+＞Fe3+＞Mg2+＞Ca2+＞Na+＞K+。配制用水的基本要求是不含铁离子，Ca2+离子含量控制在200mg/L以下，最好控制在50mg/L以下；Mg2+离子含量控制在100mg/L以下，最好控制在30mg/L以下；Na+、K+离子含量应该控制在2000mg/L以下，最好控制在500mg/L以下。高价金属离子和溶解氧是影响聚合物溶液黏度稳定性的主要因素，其由大到小的顺序为：Fe2+>Mg2+(Ca2+)>Fe3+>Na+(K+)，一价阳离子和悬浮物对聚合物溶液黏度稳定性也有一定影响，细菌对其影响相对较小。     

盐水泥浆中碳钢的腐蚀疲劳断裂

钻井液中钻具因受到各种作用应力,加上井下高温高压的腐蚀环境,使其易发生腐蚀疲劳断裂。为探讨钻具的断裂过程以期能找到有效的防护措施,实验室内建立了模拟试验装置。针对盐水泥浆中45钢的腐蚀疲劳断裂行为,通过自制的旋转弯曲腐蚀疲劳试验机,模拟钻具的运转受力情况,研究了不同泥浆介质、应力、载荷频率和温度对45钢腐蚀疲劳断裂行为的影响,并结合动态腐蚀试验和断口分析,讨论了各影响因素的作用。结果表明,盐水泥浆的pH值、Cl-含量等对45钢的疲劳寿命有直接影响,腐蚀疲劳寿命与与局部腐蚀的程度大小有密切关系;随着加载频率的增大,45钢的腐蚀疲劳寿命有较大提高;在15~80℃温度范围内,45℃左右时45钢的腐蚀疲劳寿命最短。     

普通碳钢材料表面镍铜合金化

运用金属材料表面合金化的方法,对普通碳钢表层进行镍铜合金粉末热渗镀处理的试验原理,工艺及碳钢然材选择作了研究,并对采用此方法处理后的材料进行了耐氢氟酸腐蚀的实验,达到了预期效果。     

制冷机中溴化锂溶液腐蚀性研究

溴化锂吸收式制冷机具有热效率高、热源广泛、能耗低以及零排放等优点,近年来得到广泛的应用。而作为强腐蚀性介质,高浓度溴化锂水溶液在循环条件下会引起碳钢、铜以及铜合金等金属材料严重的腐蚀。由高温溴化锂水溶液中的耐腐蚀性实验表明,溴化锂水溶液腐蚀性受金属材料和外界条件的影响,文章对溴化锂水溶液腐蚀性这一问题的研究进而提出防腐措施,对于溴化锂吸收式制冷机技术的发展具有重要意义,已引起人们的重视。     

油气生产过程中CO2腐蚀预测研究

在油气生产过程中，由于油管的内腐蚀严重，时常发生穿孔、断裂事故，直接影响了油气田的正常生产和动态监测工作。为了弄清油气井腐蚀原因，在广泛调研CO2腐蚀的基础上，认为影响腐蚀速度的主要外部因素是环境温度、CO2分压、pH值、流速等，结合室内实验和现场应用，基于NORSOK腐蚀模型建立了更适合于油田实际的腐蚀预测模型，进行了影响腐蚀速度的敏感性分析，拓宽了NORSOK腐蚀模型的应用范围。分析结果与实验数据相吻合，说明该模型可以应用于油气田复杂环境腐蚀情况并能得到较好的分析判断结果，为油田注采CO2管材防腐预测提供了依据。     

用谱学方法研究铜在Fe(CN)_6~(3-)溶液中的腐蚀行为

用FT-IR、UV-Vis和XPS等分子光谱和电子能谱方法研究了铜在Fe(CN)_6~(3-)溶液中的腐蚀过程,表面膜的形成及其改性。结果表明,腐蚀膜主要由Cu_4~(1+)Fe~Ⅱ(CN)_6(大量)和Cu_2~(2+)Fe~Ⅱ(CN)_6(少量)组成,并夹杂有K_4Fe(CN)_6和K_3Fe(CN)_6。     

固井水泥环在川东气田地层水中的腐蚀特征

针对川东气井地层水中的固井水泥，采用电化学测试、扫描电镜观察和能谱分析，研究了水泥环腐蚀的电化学、微观结构和元素分布特征。结果表明：浸泡初期，钢的交流阻抗的高频容抗增大，低频出现Warburg阻抗，水泥/套管钢界面由于水化作用而变得更加稳定，钢的电位在26d后负移约200mV，此时腐蚀介质已经到达钢表面，在水泥未被腐蚀解体时，界面遭到破坏，使交流阻抗的高频容抗减小，低频出现容抗弧；腐蚀后水泥表层的Ca、O含量减少，而C、S、Mg的含量增加，水泥环发生了H₂S腐蚀、CO₂腐蚀和Mg腐蚀H₂S腐蚀较严重，外表面呈溶出型腐蚀，而在内部，腐蚀产物滞留其中，腐蚀主要使孔隙和胶结性发生劣化；Cl^-在水泥中具有较强的渗透性。研究成果对含H₂S和CO₂的酸性气田的固井工作具有指导意义。