收藏本站
《西南石油学院》 2005年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

油气开发过程中的CO_2腐蚀机理及防护技术研究

李春福  
【摘要】:在分析国内外油气开发过程中CO_2腐蚀研究工作的基础上,研究了油气藏及油气井管柱压力漏斗中CO_2的存在形式、CO_2与油气及油气田采出水之间的交互作用。应用超临界流体理论,指出了在油气藏深处及油气井压力漏斗中,当压力大于超临界CO_2临界压力P_c=7.39MPa、温度高于临界温度31.6℃时CO_2以超临界流体状态存在,并与原油、天然气、采出水相互作用形成了一种稳定胶体状态。在油气井压力漏斗中,由于压力温度随油气的举升距地面距离缩小而降低,当井筒中压力低于7.39MPa,CO_2从超临界流体状态转变为压缩气体,会使体积急剧增大,在水中溶解度急剧减少,而后进入地面输运管道中进行油气集输。理论与实践的研究证明,国内外长期以来采用的CO_2分压理论指导下的CO_2腐蚀研究,具有很大的局限性。它只能勉强适用于原油、天然气输运及油气井中靠井口较近的低压(7.39MPa)部分,而不能应用于几千米深、CO_2处于超临界流体、压力温度一直处于变化状态的油气井管柱的腐蚀。本文认为,以油气井管柱不同井深压力温度条件下的CO_2含量摩尔分数概念替代CO_2分压在理论是严谨可行的。是可以正确地评价油气井中几千米管柱的高温高压CO_2腐蚀状况及行为的。因此,本文采用上述理论,利用现代物理化学分析手段,对油气井管柱及输运管道用钢,进行理论及实验分析,为油气田开发过程中的CO_2腐蚀与防护提供理论与实验依据。 本研究分五个部分。 第一部分为研制开发适用于CO_2高温高压环境的40MPa、250℃高温高压釜及用于高温高压电化学测试的Ag/AgCl参比电极。 第二部分为理论研究,采用超临界流体理论及腐蚀电化学理论,对腐蚀电化学热力学、动力学进行了采用Pco_2与不同井深压力温度条件下的CO_2含量摩尔分数概念下的理论推导与计算,在35MPa,120℃的饱和CO_2水溶液中阴极的自腐蚀电位较Pco_2=1.5MPa、120℃相差了17.2mv;并应用溶解大量无机盐的混合水pH值计算理论,计算了仿配油气田采出水中不同温度、压力下的饱和CO_2溶液的pH值,为油套管钢在油气田采出水中腐蚀趋势的判定提供了理论依据。 第三部分为采用现代物理与化学实验手段(SEM、EDS、XRD、XPS、EIS)对油气输运管道用X56钢进行腐蚀速率测定及腐蚀产物膜的组织结构分析,同时对X56钢在原油输运压力、温度条件下,进行了极化曲线测定及阴极阳极弱极化区的塔菲尔斜率测定,交流阻抗谱测定等电化学测试研究。结果证明:
【学位授予单位】:西南石油学院
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TE983

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 林冠发;相建民;常泽亮;白真权;;3种13Cr110钢高温高压CO_2腐蚀行为对比研究[J];装备环境工程;2008年05期
2 张玉芳;用于含CO_2/H_2S环境的缓蚀剂研制[J];石油与天然气化工;2005年05期
3 张国安;路民旭;吴荫顺;;碳钢高温高压CO_2腐蚀产物膜的形成机制[J];北京科技大学学报;2007年12期
4 张雷;霍飞飞;国大鹏;路民旭;;碳钢CO_2腐蚀产物膜生长行为研究[J];科学技术与工程;2008年15期
5 平云峰;谭彭彭;曹成章;杨光;;油气井二氧化碳腐蚀及其缓蚀研究[J];石油和化工设备;2008年05期
6 胡丽华;俞曼丽;常炜;张雷;许立宁;路民旭;;Cr含量对低合金管线钢CO_2腐蚀性能的影响[J];腐蚀科学与防护技术;2011年03期
7 陈卓元,杜元龙;油套管钢在含CO_2流动模拟回注污水中腐蚀规律的研究[J];腐蚀与防护;1999年08期
8 孙建波;柳伟;常炜;张忠铧;李忠涛;于湉;路民旭;;低铬X65管线钢CO_2腐蚀产物膜的特征及形成机制[J];金属学报;2009年01期
9 赵景茂,左禹,张金坦;用灰色关联分析法研究气井腐蚀的影响因素[J];北京化工大学学报;2001年03期
10 赵名师;吴明;董有智;;管道内CO_2腐蚀分析[J];石油化工腐蚀与防护;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭才华;宋瑞卿;;高温高压下岩石中纵波速度的测量[A];第一届高温高压岩石力学学术讨论会论文集[C];1986年
2 张若凌;乐嘉陵;崔季平;;高温高压准一维喷管流动的计算[A];第十届全国激波与激波管学术讨论会论文集[C];2002年
3 张荣华;胡书敏;张雪彤;王勇;;地球深部高温高压流体实验和原位探测方法、技术及应用[A];“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料四——“十五”地质行业重要地质科技成果资料汇编[C];2006年
4 李兵;;新旧高温高压临氢不锈钢管的焊接[A];加入WTO和中国科技与可持续发展——挑战与机遇、责任和对策(下册)[C];2002年
5 章成广;李先鹏;;高温高压下岩石声波速度研究[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
6 张金成;张克勤;杜君;庞广明;;HP3852S数据采集和控制系统在岩石力学实验室高温高压蠕变试验装置中的应用[A];水电与矿业工程中的岩石力学问题——中国北方岩石力学与工程应用学术会议文集[C];1991年
7 王金婷;韩竑;;高温高压消毒对根管治疗小器械损耗的影响[A];全国口腔科护理学术交流暨专题讲座会议论文汇编[C];2002年
8 张荣华;胡书敏;张雪彤;王勇;丁昌明;许爱忠;顾永泉;张立中;龚庆杰;苏艳丰;;地球深部高温高压流体实验(装置)和原位探测方法、技术及应用[A];“十五”重要地质科技成果暨重大找矿成果交流会材料二——“十五”地质行业获奖成果资料汇编[C];2006年
9 徐凤艳;何宁;卢桂华;王建明;;经高温高压后复合营养液模型营养成份分析及细菌监测[A];中国营养学会第八届临床营养学术会议暨第三届营养与肿瘤会议论文摘要汇编[C];2001年
10 王晓峰;刘晓旸;;高温高压条件下稀土锰酸盐钙钛矿LaMnO_3单晶体的合成[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张海霞张英芹;新型动失水仪研究项目获中国博士后科学基金面上资助[N];中国石化报;2007年
2 陆文杰朱雅萍;“五星”企业力争环保五星[N];常州日报;2007年
3 旭峰;爆米花原本是健康食品[N];中国中医药报;2008年
4 记者 张永法通讯员 海栋成;邵阳纺机高温高压气流染色机通过国家级鉴定[N];中国纺织报;2007年
5 本报记者 徐岩;新型耐磨材料:突破高温高压禁区[N];中国化工报;2010年
6 游雪晴;我国应加强地学高温高压实验研究[N];中国国土资源报;2008年
7 李祖诗 张国锋 郑辉;两套“组合拳”安全缚气龙[N];中国石化报;2009年
8 记者 王巧然;石化高温高压塔炉安全节能有望升级[N];中国石油报;2007年
9 许小强杨晓莉;成功应用三项完井测试新技术[N];中国石化报;2007年
10 商金杰;正和木业彩纤板技术填国内空白[N];中国绿色时报;2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李春福;油气开发过程中的CO_2腐蚀机理及防护技术研究[D];西南石油学院;2005年
2 杨斌;超高压无机合成实验方法及其应用的研究[D];吉林大学;2010年
3 刘磊;高温高压下金刚石生长的声发射实时动态检测与长大机制研究[D];山东大学;2011年
4 郭玮;Li_3N-hBN体系引入添加剂合成优质cBN单晶的研究[D];吉林大学;2011年
5 刘达林;高温高压气藏深井测试合理工作参数研究[D];西南石油学院;2002年
6 田宇;高温高压生长宝石级金刚石单晶的实验与理论研究[D];吉林大学;2009年
7 张桂菊;应用于高温高压测量的非本征型光纤法布里-珀罗传感器系统研究[D];大连理工大学;2006年
8 马艳梅;典型矿物的超高温高压研究[D];吉林大学;2007年
9 薛燕峰;SiO_2-ZrO_2系统的常压固相反应和高压高温反应[D];吉林大学;2007年
10 刘万强;柱状工业金刚石的高温高压合成与表征[D];吉林大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘泉;固体非谐性质及熔化规律的研究[D];安徽师范大学;2005年
2 齐珺;深部岩体非线性蠕变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2004年
3 李霜;铁电材料锆钛酸铅(PZT)的合成及性能研究[D];吉林大学;2004年
4 李延波;高性能多晶立方氮化硼烧结的研究[D];四川大学;2005年
5 李树军;氮化锆及其复合材料的制备和形成机制[D];吉林大学;2006年
6 王保锋;高温高压水溶液中材料腐蚀研究[D];浙江工业大学;2001年
7 崔光磊;高温高压下固体物态方程与非谐性质的唯象研究[D];安徽师范大学;2003年
8 谢远亮;红宝石荧光R_1线的高温高压研究[D];吉林大学;2004年
9 田荣刚;三个考虑热效应的固体物态方程[D];电子科技大学;2007年
10 李敏;高温高压条件下液态氧的布里渊散射研究[D];吉林大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026