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天然气井油管腐蚀的原因及防腐蚀方法

天然气井油管腐蚀所造成的损失,轻则漏气停止生产,重则造成生命财产的损失,出磺坑140号井因油管腐蚀造成油气渗出地表,经事后统计在营收方面的损失即达3亿元,而在处置费用更是超过6亿元,令人不得不重视腐蚀之严重性。
自然界的金属原先多以其氧化物、碳酸盐或硫化物的矿物型态存在,经赋予能量提炼后始成为有用材质,腐蚀则恰巧是精炼过程的逆向反应,使金属回到低能阶的稳定状态,此为必然发生的现象,因此我们所能做的只有尽量避免油气生产管串在生产过程中发生腐蚀,这也是生产井防蚀技术的研究重点。
天然气井中的油管因为所处的高温高压环境较一般地面管线恶劣,其腐蚀机制也较一般管线复杂,其主要的影响因子及来源有:
水:天然气中之凝结水、生产层出水或注水冲排(Water Flooding)等。
2.CO 2
:来自生产层本身或三期采油之CO 2冲排(Carbon Dioxide Flooding)等。
3.H 2 S:来自生产层本身气体成分。
4.酸:H 2 S本身即为酸性物质,CO 2
亦会形成碳酸,而某些生产流体含有有机酸(Organic
Acid),此外为了去除造成地层污损之结垢物,亦会在酸处理(Acidizing)时注入酸液,这些都是生产流体中酸的可能来源。
5.氧气:氧气在腐蚀机制上扮演很重要的角色,通常在生产层中并不存在,有可能是钻井
或注气、注水等作业所带入。
6.沙粒:来自生产层出砂,会刮伤油管内壁造成腐蚀。
7.流速:当天然气产量大时,油管内生产流体流速快易造成冲蚀(Erosion)效应。
8.不同金属接触:因不同金属之自然电位不同,造成伽凡尼腐蚀(Galvanic Corrosion),
主要发生于不同材质油管连接处。
因此在生产井油管常发生的腐蚀型态主要有CO 2所造成的甜蚀(Sweet Corrosion)、H 2 S所造成的应力腐蚀(Stress Corrosion Cracking)、孔蚀(Pitting)、伽凡尼腐蚀等。
一般管线常用的防蚀方法有油漆保护、阴极防蚀(Cathodic Protection)、材质筛选与防蚀剂(Inhibitor)等。 www.1227shajunji.com
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