X65MS钢在饱和H2S/CO2环境下的腐蚀产物研究

利用高温高压反应釜模拟酸性油气输送环境,研究X65MS管线钢在饱和H₂S/CO₂环境下的腐蚀行为.采用加速腐蚀实验法评测不同浸泡周期下的平均腐蚀速率.借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和电子探针(EPMA)等测试技术,分析了不同实验周期下氧化产物膜层的物相组成、表面形貌和截面形貌.结果表明,根据平均腐蚀速率随时间变化曲线的走势与氧化膜层的结构特征,腐蚀过程分为三个阶段.腐蚀过程以H₂S腐蚀为主,氧化产物主要为硫铁化合物(Fe_○xS_○y).随着浸泡时间的增加,铁元素比例减小,富S相比例增大,腐蚀产物膜层厚度增加,结构由疏松逐渐变为均匀、致密,腐蚀产物顺序为马基诺矿(Mackinawite)→过渡相陨硫铁(Troilite)→磁黄铁矿(Pyrrhotite),稳定的磁黄铁矿对X65MS管线钢基体的耐蚀性起到保护作用.     

注CO2采油井油管柱腐蚀速率预测

针对注CO₂采油井生产中油管柱存在的腐蚀现象,开展了注CO₂采油井不同阶段的油管腐蚀规律研究。对油管柱CO₂腐蚀进展进行了概述,基于动力学原理与金属的电化学腐蚀理论,考虑油气生产过程的产液量、含水率、井口温度、生产压差、流体流速等因素,得到油管内温度压力分布,研究了CO₂采油井油管腐蚀速率预测方法。对实例井的油管柱腐蚀速率做出了预测,并开展主控因素下油管柱腐蚀速率随时间、井深的变化规律研究。结果表明,在整个吞吐周期中,油管腐蚀主要发生在生产阶段。腐蚀情况预测结果与现场实测腐蚀情况吻合较好。     

X65碳钢的H2S/CO2腐蚀控制因素研究

目前,H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素判定依据主要参考Dunlop等的研究结果,但该判定结果经常与油田实际腐蚀情况不相符。为找到造成偏差的主要原因,更好地指导生产实践,采用动态高温高压釜,使用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线衍射（XRD）等手段对X65碳钢在H₂S/CO₂共存体系中的腐蚀控制因素进行了研究。结果表明,不同温度下平均腐蚀速率随H₂S/CO₂分压比（p_H2S/p_CO2）的变化呈现两种不同的规律,这与腐蚀产物的膜形态和组成密切相关;腐蚀控制因素与p_H2S/p_CO2有关,而p_H2S/p_CO2临界值大小与温度密切相关。对于H₂S腐蚀控制,当温度低于40℃时,Dunlop等的研究结果仍然适用;当温度从40℃升高至60℃时,本研究的p_H2S/p_CO2临界值由0.05升高到0.10。对于CO₂腐蚀控制,本研究的p_H2S/p_CO2临界值在85℃以上时由原来的0.002逐渐升高到0.003。根据以上研究结果,修正了X65碳钢的H₂S/CO₂腐蚀过程的控制因素与p_H2S/p_CO2及体系温度的关系图。     

Q125级ERW用石油套管钢力学性能及CO2腐蚀行为

设计研发一种低碳的Q125级ERW用石油套管用钢。运用SEM和TEM分析实验钢的强化机制,并采用高温高压反应釜对实验钢的CO2腐蚀行为进行研究。实验结果表明:实验钢的晶粒粒径10～15μm,晶区的长度约为2μm,马氏体板条束宽度约150 nm,这些均为实验钢具有较好的强韧性配合提供条件;直径约为50 nm的圆形(Nb,Ti)(C,N)析出物,通过钉扎晶界阻止γ晶粒的粗化过程,可有效阻止奥氏体晶粒的长大;直径约20 nm的椭圆形(Nb,Ti)C以及纳米级圆形NbC析出物,可起到钉扎位错的作用,阻止位错移动,可很大程度地提高强度;实验钢腐蚀速率随着温度的增加先增大后减小,在90℃时平均腐蚀速率和点蚀速率均达到最大值;在60℃时,点蚀速率与平均腐蚀速率相差程度最大。     

一种抗CO2/H2S缓蚀剂的研制与应用*

针对靖边油田青阳岔区块油井管杆腐蚀严重的问题,通过现场调研和取样化验分析,结果表明该区块油井管杆腐蚀主要是CO2和H2S共同作用的结果。室内利用咪唑啉和炔氧甲基胺合成了C17咪唑啉季胺化物;同时还优选了助缓蚀剂、分散剂等助剂,确定适当的加药方案。靖边油田青阳岔区块现场试验结果表明,油井采出液平均腐蚀速率由0.314 mm/年降至0.129 mm/年,总铁含量由22.5 mg/L降至1.1 mg/L,试验井年维护性作业井次,油管、抽油杆更换数量减少,说明油井腐蚀状况明显改善。     

浅议石油管线钢在H2S/CO2环境下腐蚀行为

本文综述了石油管线钢在H2S、CO2及H2S/CO2环境下的腐蚀行为,分析了不同环境中的腐蚀机理,并对今后的研究方向提出了展望。     

CO2浓度倍增对宁夏枸杞光合特性的影响

采用开顶式气室(OTC)控制模拟环境,测定1年生宁夏枸杞苗木在CO2倍增浓度((700±20)μmol/mol)处理下的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度、水分利用效率及光响应曲线以及CO2响应曲线等,研究CO2浓度倍增对枸杞苗木光合特性的影响。结果表明:在各自生长环境下,处理组ECC((700±20)μmol/mol)的枸杞净光合速率在整个处理期间均高于对照组的ACC((350±20)μmol/mol),同时光补偿点提高,光饱和点降低,CO2饱和点升高。因此,CO2浓度增高可以提高枸杞叶片的净光合速率和水分利用效率。     

CO2埋存条件下SO42-对油井水泥石腐蚀的影响

为探究CO₂埋存条件下SO₄^2-对油井水泥石腐蚀的影响,利用水泥柱表观及断面分析、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜-背散射电子成像(SEM-BSE)、扫描电子显微镜-mapping图(SEM-mapping)等手段,分析SO₄^2-存在时水泥石表观特征、腐蚀速率、矿物组成及微观结构等方面的变化,揭示SO₄^2-对CO₂腐蚀油井水泥石过程的影响。结果表明：CO₂-SO₄^2-与CO₂腐蚀水泥石的机制类似,腐蚀过程中水泥石由外向内都出现淋滤脱钙层、碳化致密层、氢氧化钙溶解层和未腐蚀层等4个层位,不同之处在于CO₂-SO₄^2-腐蚀时淋滤脱钙溶出的Ca²⁺在水泥石表面与SO₄^2-反应生成石膏;石膏起类似“保...     

超临界CO2材料腐蚀过程动力学与产物热力学研究

针对超临界CO₂动力循环高温承压部件与工质相容性问题,研究了T92耐热钢在600和700℃超临界CO₂环境下的腐蚀过程动力学及其热力学产物。采用分子动力学计算了CO₂在FeCr合金表面的吸附过程,模拟了T92耐热钢在初始氧化阶段原子的迁移和分布规律,并基于腐蚀热力学原理,分析了氧化层和碳化物的分布规律,最后通过高温腐蚀实验进行了验证。研究结果表明：700℃时,T92耐热钢氧化层厚度约为600℃时的13.5倍,氧化层结构为外侧Fe₃O₄层、内侧FeCr₂O₄层,氧化层内部主要为C₂₃C₆型碳化物;CO₂优先吸附于Cr原子(111)表面,当Cr与CO₂发生反应后,部分形成游离态的C沉积于氧化层表面,并以离子的形式向内扩散;腐蚀过程主要由离子扩散控制,扩散速率随着温度的升高而增大。该研究为超临界CO₂材料抗腐蚀性能评估提供了一种复合...     

CO2对Fe2O3催化剂NH3-SCR脱硝性能影响

考虑到CO₂是固定源和移动源废气中的主要组分,Fe₂O₃是铁基催化剂中的重要活性物质,研究了CO₂对Fe₂O₃催化剂NH₃-SCR脱硝性能的影响.结果表明,CO₂的加入在300℃以下明显抑制了催化剂的NH₃-SCR性能.这主要是因为CO₂的存在改变了催化剂表面NH₃/NO_x的吸附行为,从而影响了NH₃-SCR反应.原位漫反射傅里叶变换红外光谱和程序升温脱附实验结果表明,CO₂可以被吸附活化成碳酸盐物种;这些碳酸盐物种可以作为新的酸性位点吸附NH₃物种,促进催化剂对NH₃的吸附;但同时CO₂和NO_x之间存在竞争吸附,这会导致催化剂表面生成的关键NO₂物种和硝酸盐物种的减少,从而...     

CO2驱不同阶段采出气分离工艺模拟研究及回注效果评价

CO2-EOR（enhanced oil recovery）采出气目前多采用回注或管输的方式进行处理,而由于CO2含量较高且不同阶段波动较大,往往不满足管输的要求。本文基于Aspen HYSYS软件设计并优化了混合胺溶液法和低温分离法的CO2分离工艺流程,针对现场实例优选了工艺参数并对CO2分离效果进行了评价,另外对比了不同采出气成分的回注效果。结果表明：对于CO2驱开发早期采出气（CO2含量30%左右）,醇胺吸收法具有良好的分离效果;而随着开发中后期采出气中CO2含量增加,结合低温分离法是更为经济有效的分离方式。此外,提纯后的CO2回注的混相效果明显优于采出气直接回注。     

单井蒸汽驱生产动态的数值模拟及预测

在注蒸汽采油生产中,如何根据生产实际情况,预侧油田生产动态,确定吞吐周期、注汽强度、油井排液速度,制定合理的开采方式,提高油田最终采收率,是稠油生产中十分重要的问题。本文用数值模拟方法对上述问题进行了探讨井给出了计算结果。     

CO2驱油中沥青质沉积条件及对驱油效果影响的研究

在模拟榆树林油田地层条件下,通过高压物性及CO2驱油实验,研究了注CO2后沥青质的沉积条件,并对沥青质沉积对CO2驱油效果的影响进行了分析。结果表明:在地层温度(108℃)下,注气压力达到28.4 MPa时可明显出现沥青质沉积。随着温度增加,形成沥青质沉积的压力增加,沥青质沉积的程度增加;随CO2注入压力的增加,沥青质沉积量增加,原油中的沥青质含量降低,胶质、芳烃、饱和烃含量增加;达到28 MPa后沥青质沉积量逐渐减少,采出油中沥青质含量增加。沥青质沉积使采收率降低12.29%以上,在(25—28)MPa时采收率降低幅度最大。     

包14块低渗透油藏注CO2开发效果研究

包14块为不均匀型低渗﹑特低渗储层,采用注水开发含水上升块,而且水敏现象严重。通过室内实验,研究了包14块进行CO2驱可行性。实验结果表明:地层条件下,CO2与包14块地层油的最小混相压力为21.4 MPa,高于地层压力。CO2混相驱(23.5 MPa)和非混相驱(12.5 MPa)最终采收率分别为82.39%和73.78%,混相驱比非混相驱CO2突破时间少0.125PV;注气量大于0.3 PV后,混相驱的换油率明显高于非混相驱;注气压力越大,CO2注入能力越强。可见,尽管在地层条件下,CO2与地层油不能达到混相,进行CO2非混相驱仍可取得非常好的效果。     

注汽干度对增强汽驱效果的研究

为了提高注汽干度,开展了高压汽水分离计量装置,介绍了汽水分离器的设计原理,同时结合现场运行数据进行效果及经济分析,并对不同装置的注汽锅炉进行余热利用设计及效果分析．介绍了井口计量装置原理及可行性分析．结果表明,投入高压汽水分离器后,使干度上升１５％～２０％,停运低压供热锅炉２４台．为稠油后期开发提供有力的配套装置提供依据．     

低渗透油藏CO2驱与N2驱室内实验对比研究

为了对比研究CO2驱与N2驱在低渗透油藏的驱油效果,在室内进行了多组长岩心驱替实验。研究结果表明:渗透率相同条件下,CO2驱油效果好于N2。随着渗透率的增加,CO2驱与N2驱的驱油效率增加,但差值越来越小;定速度注入CO2和N2时,注入压力都呈现出先升高后降低,最后趋于平稳的变化趋势;且CO2驱注入压力变化幅度大于N2驱;水驱后转CO2驱或N2驱都能明显降低注入压力,且N2驱降压能力要强于CO2驱;CO2气水交替驱采出程度明显高于连续CO2驱;N2气水交替驱采出程度与连续N2驱相差不大。     

蒸汽驱产量模型改进及影响因素分析

本文改进了Jones蒸汽驱产量计算模型,据此,对辽河油田齐-40块蒸汽驱生产状态进行了分析和预测。结果表明：(1)通过历史拟合,Jones模型预测结果与生产历史吻合,可用来估计生产动态变化趋势;(2)注蒸汽速度和蒸汽干度的增加,会增加原油采油速度;(3)原始含油饱和度增加会明显地增加采油速度。     

含水原油输送钢管CO2腐蚀速率预测机理模型研究进展

含水原油管道的CO2腐蚀现象严重,揭示管道腐蚀机理、预测腐蚀速率对于腐蚀防护具有重要意义。在腐蚀机理研究的基础上建立的CO2腐蚀速率预测机理模型,其物理意义明确、适用范围广,是国内外研究热点。从化学平衡反应、腐蚀产物膜生成、腐蚀电化学反应、扩散传质运输四个腐蚀速率预测相关的方面综述了国内外管线钢CO2腐蚀机理模型的研究进展。建议：①明确溶液中碳酸盐对钢管内壁阳极溶解反应动力学和作用机理的影响;②分析不同工况条件下钢表面生成的CO2腐蚀产物膜化学组成、结构致密度、电化学性质、力学性质以及离子通过多孔膜的扩散系数;③开发复杂酸性介质腐蚀环境下的实验,明确H2S/Cl-/CO2协同腐蚀机理,建立多因素腐蚀预测数理模型;④从多场耦合的角度研究不同流态变换下原油润湿性、油水比等影响因素对油水接触面腐蚀特性、介质物理化学参数的作用影响,为含水原油管道CO2腐蚀的防治和预测提供理论与技术支撑。