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海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究
2013-06-01 00:00:00 作者:张春颖 来源:《腐蚀防护之友》

  摘要:中国腐蚀与防护学会2013年度科技进步奖评审结果,已于2013年12月26日在学会官网(www.cscp.org.cn)予以公示,其中由中国石油天然气股份有限公司长庆油田分公司低渗透油气田勘探开发国家工程实验室申报的“油气田钢质管道提高寿命关键技术研究及应用”;由海军装备技术研究所申报的“复合电位电偶腐蚀控制技术”;由长园长通新材料有限公司申报的“一种高阻水强密封自修复新型粘弹体防腐材料的研发”;由中海油研究总院申报的“海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究”;由刘彦、王唐建、黄留群申报的“改性无溶剂环氧玻璃钢防腐材料在油气管道的应用”七大项目,获得一等奖。

  海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究

  项目名称:海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究

  主要完成人:常炜、胡丽华、李新仲、张雷、路民旭、贾旭、于湉、田永芹、余晓毅、陈荣旗、邱里、许立宁

  主要完成单位:中海油研究总院,北京科技大学

  2013年由中海油研究总院和北京科技大学申报的“海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究”荣获中国腐蚀与防护学会科学技术奖一等奖。

  我国海上油气开发经过近三十年的努力,取得了巨大的发展,海洋油气资源开发已经成为我国能源生产的重要组成部分。随着海上油气田开发步伐的加快,含CO2-H2S的油气田数量不断增多,由此引发的油气管道腐蚀问题日趋严重。

  由于CO2腐蚀性极强,从上世纪70年代油气田CO2腐蚀被关注以来,国内外针对碳钢、耐蚀合金的CO2腐蚀问题进行了大量研究。对于CO2腐蚀已经有了显著的研究成果,温度、CO2分压、pH值、流速、FeCO3腐蚀产物膜和其他一些影响因素对腐蚀的影响规律达成了一定的共识。与纯CO2腐蚀相比,对于CO2/H2S腐蚀的研究工作有待进一步深入。CO2/H2S的影响因素主要包括材料本身性能、环境因素、缓蚀药剂的影响。但H2S存在对均匀腐蚀究竟是起抑制作用还是加速作用?目前没有统一的结论。由石油公司或研究机构建立的多达数十个内腐蚀预测模型,只有少数几个模型考虑了H2S含量对内腐蚀的影响,一般是基于自己的实验室研究结果或现场监检测数据来建立H2S的影响因子,很难得到腐蚀界的认可。

  “海底管道CO2-H2S腐蚀规律与预测研究”项目针对我国海上油气田开发过程中海底管道所处的典型腐蚀环境,进行腐蚀评估实验和理论研究,根据腐蚀模拟实验结果结合腐蚀规律、机理分析,建立CO2-H2S共存条件下的腐蚀预测模型及相关软件。

  该项目主要进行了海底管道在CO2-H2S环境下的腐蚀模拟实验、腐蚀规律及机理分析,建立了腐蚀预测模型及预测软件,主要发现及创新点如下:

  (1)在调研我国海上油气田腐蚀环境和国内外相关内腐蚀研究现状的基础上,通过对CO2/H2S共存环境下的内腐蚀实验研究,得到了H2S分压、CO2分压、CO2/H2S分压比、温度、流速对腐蚀速率的影响规律。

  (2)通过理论分析,建立溶解了CO2和H2S气体的模拟地层水中的H+的浓度计算公式,并通过自行编制的软件计算含CO2-H2S条件下的pH值。

  (3)结合腐蚀规律及腐蚀机理分析,建立了腐蚀产物膜影响因子、H2S影响因子、CO2/H2S共存条件下的腐蚀速率预测模型及软件,为海底管道防腐选材及腐蚀裕量确定提供参考。

  该腐蚀预测模型及软件适用于石油和天然气开采业、高校及科研院所,已初步用于含CO2-H2S的海底管道腐蚀速率预测,为海底管道的防腐选材提供分析工具,解决了海底管道腐蚀预防与控制的核心问题。

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