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大牛地气田套管内腐蚀防护技术

张林霞

  本文针对大牛地气田井下套管出现的腐蚀情况,采用失重法分别研究了在无CO_2盐溶液和饱和CO_2盐溶液中缓蚀剂的性能;采用SEM技术对金属表面腐蚀形貌进行了研究;采用方差分析法分析了单因素对套管内腐蚀影响程度;采用均匀设计试验法设计试验方案,并对试验数据进行回归分析,预测套管内腐蚀速率。本文的研究为缓蚀剂在大牛地气田的应用提供试验和理论依据。本文首先研究了N80钢在无CO_2盐溶液和饱和CO_2盐溶液中各种因素对缓蚀剂效果的影响。研究表明在饱和CO_2盐溶液中的腐蚀速率要大于无CO_2条件下盐溶液中的腐蚀速率,这是因为CO_2溶于水生成碳酸,H_2CO_3虽然是弱酸,但在相同的pH值下,它的腐蚀性比强酸还要严重;当矿化度为50g/L时,腐蚀最严重,因此确定矿化度50g/L的腐蚀溶液为试验环境;随着缓蚀剂浓度的增大,缓蚀效率增大,当缓蚀剂浓度增大到一定值后,缓蚀效率逐渐下降。缓蚀剂ST2-15和BBL-2缓蚀效果较好;当试验周期为24h、48h、72h、96h、120h、240h,缓蚀剂随着时间的增加缓蚀效率降低,因此在实际应用时需要适时的补充缓蚀剂;温度对缓蚀剂的影响显著,温度升高,缓蚀剂缓蚀率均下降。缓蚀剂BBL-2有较好的抗高温性能;由于材料之间的成分差异,BBL-2对N80钢是一种高效能的缓蚀剂,但对20~#钢、A3钢缓蚀效果则不好;随着氧含量的减少,腐蚀速率降低,缓蚀剂的缓蚀效率升高,说明溶液中含氧也是致使碳钢腐蚀的因素之一。根据试验结果,选出缓蚀效果较好的2种缓蚀剂ST2-15和BBL-2进行复配,结果表明当缓蚀剂ST2-15和BBL-2的浓度比为1:2时对抑制CO_2腐蚀有良好的效果,缓蚀率达到97.44%。复配缓蚀剂比单独使用一种缓蚀剂缓蚀效率明显提高,并且加量少,降低了缓蚀剂使用成本。由单因素方差分析可知,对套管内腐蚀影响程度从大到小依次为;缓蚀剂、时间、矿化度、温度、CO_2。对按均匀设计试验法所得的试验数据进行回归分析,获得一个试验条件下腐蚀速率的多元线性回归方程,根据公式可对相应腐蚀条件下的内腐蚀速率进行预测。……   
[关键词]:CO_2腐蚀;失重法;缓蚀剂;影响因素;方差分析;均匀设计试验法;回归分析
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:西南石油大学2006年