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回注水NO_2~-对碳钢次生腐蚀机理研究

王佳伟  
【摘要】:油田应用在注入水中添加硝酸盐和亚硝酸盐抑制SRB,从而解决H2S的问题。这一技术是以油田中硫循环基本规律为基础,利用地层中不同细菌种间竞争达到抑制SRB生物活性的效果,具有成本低,实效高,对地层没有损害的优点。但是亚硝酸盐的注入也产生了次生腐蚀危害,主要表现为定点腐蚀和严重点蚀,同时油田中常用的缓蚀剂无法达到抑制腐蚀的效果。 现阶段实验室研究多为通过腐蚀速率对注入过程中NO2-次生腐蚀进行直观表述和筛选。本文对NO2-产生次生腐蚀进行机理研究,方法及结论如下: (1)从最基本的环境因素出发,应用挂片失重法进行研究,得到N02-产生次生腐蚀最严重的环境因素。 (2)通过扫描电镜观察挂片表面的腐蚀形态,利用红外光谱测定腐蚀产物的成分。NO2-的加入都明显是腐蚀产物增多,经红外谱图分析,腐蚀产物主要是γ-FeOOH和β-FeOOH。其中γ-FeOOH结构疏松,这种结构容易使活性阴离子进入,形成蚀核。 (3)通过自腐蚀电位、交流阻抗、伏安曲线和极化曲线的方法研究亚硝酸盐次生腐蚀的电化学行为。得到结论:1)在两种腐蚀介质中注入N02-电位均有正移,整体腐蚀速率下降;2)加入N02-前期,N02-氧化Fe2+得到FeOOH附着在碳钢上形成保护层大面积的腐蚀基本阻止,因此腐蚀速率略有下降;注入N02-后期,由于β-FeOOH的结构疏松,越来越多的活性阴离子附着在疏松层上,破坏钝化层,形成微电池,造成点蚀。3)在无氧酸性的H2S体系中, N02-的注入使阴极去极化增强,促进了金属腐蚀,此时在阳极金属表面发生氧化反应,对全面腐蚀不具影响,但局部腐蚀会加剧。4)在两种腐蚀介质中加入N02-的零电流电位分别为-745mv和-780mv,均低于未加入N02-体系的零电流电位,均易造成点蚀。 (4)合成一类吸附型缓蚀剂,在抑制N02"产生点蚀的效果较好,尤其对于没有H2S的环境中,在含H2S的环境中没有明显点蚀,但缓蚀率较低。


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