酸化緩蝕劑的緩蝕作用機(jī)理研究.pdf

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1、2015年1月西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)Jan．2015第3O卷第1期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．30No．1文章編號：1673-064X(2015)01-0095-05詫裁麓侉漤毫產(chǎn)案(中海石油(中國)有限公司湛江分公司，廣東湛江524057)摘要：通過模擬酸化腐蝕實(shí)驗(yàn)，評價馬氏體不銹鋼油管用酸化緩蝕劑的緩蝕性能。同時，利用電化學(xué)測試技術(shù)，探討其在不同溫度條件下的緩蝕作用機(jī)理。結(jié)果表明：超級13Cr馬氏體不銹鋼在120oC鮮酸中的均勻腐蝕速率僅為14．5516m

2、m／a，遠(yuǎn)小于50．8mm／a，緩蝕效率在90％以上，并且局部腐蝕輕微，表明酸化緩蝕劑與超級13Cr馬氏體不銹鋼具有良好的匹配性。在30℃和60℃，添加緩蝕劑后，腐蝕電位正移，緩蝕劑作用機(jī)理為“負(fù)催化效應(yīng)型”。在80℃，腐蝕電位負(fù)移，緩蝕劑作用機(jī)理為“幾何覆蓋效應(yīng)型”。關(guān)鍵詞：酸化緩蝕劑；緩蝕效率；作用機(jī)理；馬氏體不銹鋼油管中圖分類號：TE988．2；TG172．8文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A馬氏體不銹鋼油管具有較高的屈服強(qiáng)度，如超高強(qiáng)15Cr)在鮮酸溶液中的腐蝕速率高達(dá)350～級13Cr馬氏體不銹鋼的最低屈服強(qiáng)度可達(dá)758600mm／a。MPa(110Ksi鋼級

3、)，高強(qiáng)15Cr和新型17Cr馬氏體國內(nèi)外普遍采用緩蝕劑(主劑，通常為曼尼希不銹鋼油管的最低屈服強(qiáng)度則高達(dá)861MPa(125si堿)+增效劑(輔劑，一般含金屬離子)的協(xié)同效應(yīng)鋼級)。另外，馬氏體不銹鋼也具有良好的腐蝕抗降低馬氏體不銹鋼油管在HC1、HC1+HF(土酸)溶力，因此廣泛應(yīng)用于高含CO：深井、超深井的腐蝕液中的腐蝕，腐蝕速率可降低到25mm／a以下，且控制。馬氏體不銹鋼良好的耐蝕性源于其表面不出現(xiàn)明顯點(diǎn)蝕。。。致密的、保護(hù)性好的鈍化膜，該膜在pH值大于3．5本文依據(jù)SY／T5405—1996《酸化用緩蝕劑性的腐蝕介質(zhì)中(高含CO油氣井產(chǎn)出

4、水的原位pH能試驗(yàn)方法及評價指標(biāo)》J，通過模擬酸化腐蝕實(shí)值一般大于3．5)L2仍具有較好的熱力學(xué)穩(wěn)定性，驗(yàn)，對國內(nèi)某油田高溫高壓氣井用酸化緩蝕劑的緩可以在環(huán)境介質(zhì)和金屬基體之間起到機(jī)械隔離作蝕性能進(jìn)行評價。利用電化學(xué)測試技術(shù)，探討其在用，從而達(dá)到耐腐蝕目的。不同溫度條件下的緩蝕作用機(jī)理。隨著國內(nèi)外對油氣資源需求的日益增長，各大油田在油氣井投產(chǎn)之前，一般都要對儲層(產(chǎn)層)進(jìn)1實(shí)驗(yàn)方法行改造，而儲層改造常用做法是酸化壓裂，酸化壓裂的酸化溶液有HC1+HF(土酸)等，由于注人酸化液1．1實(shí)驗(yàn)材料及試樣(鮮酸)的pH值極低，造成不銹鋼表面鈍化膜很快實(shí)驗(yàn)材料選

5、自88．9×6．45lTlm110Ksi鋼級溶解，材料表面成為活性表面，電化學(xué)腐蝕速率極超級Ⅱ型13Cr油管用鋼，其化學(xué)成分(質(zhì)量分大。有研究表明：在80?！?時，馬氏體不銹鋼油管數(shù))為C：0．026％；Si：0．180％；Mn：0．310％；P：(包括普通13Cr、超級I型13Cr、超級Ⅱ型13Cr及0．015％；S：O．002％；Cr：12．880％；Mo：2．040％；Ni：收稿日期：2014—11-10基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號：51271146)作者簡介：唐廣榮(1967．)，男，碩士，高級工程師，主要從事海上油田生產(chǎn)管理和技術(shù)研

6、究。E-mail：tanggr@cnooc．tom．cn西安石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)5．220％；V：0．020％；Ti：0．003％；Nb：0．017％；Cu：表1腐蝕速率評價實(shí)驗(yàn)條件Tab．1TestCOIlditionsfortheevaluationofcorrosJollrate0．045％。失重腐蝕速率測試采用50mm×10mmX溫度／℃l2O3mm的板狀試樣，電化學(xué)試樣為測試面面積1．010％HC1+1．5％HF+3％HAc+5．1％緩蝕劑溶液em、厚度3lilm的圓片狀試樣，并用1200水砂紙打包(3．4％腐蝕抑制劑+1．7％增效劑

7、)試樣與溶液接>20mL／cm磨，表面粗糙度≤1．6m。觸面積比I1．2實(shí)驗(yàn)條件及方法實(shí)驗(yàn)時間／h6總壓／MPa10(N2)表1為腐蝕速率評價的實(shí)驗(yàn)條件。鮮酸溶液(體積分?jǐn)?shù))為10％HC1+1．5％HF+3％HAc+鮮酸實(shí)驗(yàn)后，取出測試試樣，用蒸餾水沖洗去除5．1％組合緩蝕劑(3．4％緩蝕劑+1．7％增效劑)，試樣表面鮮酸，然后用二甲基甲酰胺((HCON配制過程中先把鹽酸+氫氟酸+冰乙酸攪拌均勻，(CH，))，純度>199．5)結(jié)合軟毛刷去除緩蝕劑吸附然后加入緩蝕劑，充分?jǐn)嚢韬笤偌尤朐鲂?。膜，再用蒸餾水清洗、無水乙醇脫水后冷風(fēng)吹干。用模擬實(shí)驗(yàn)的條件

8、如表1所示。在120℃保溫2BS124S電子天平(精度0．1mg)稱重并計(jì)算其腐蝕h，總的實(shí)驗(yàn)時間為6h，其