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油管防腐技术在我国内外研究进展

油管防腐技术在我国内外研究进展

    1.油管材料研究与应用进展

 

国外在含CO2的油气田中,已采用含铬铁素体不锈钢管(9%~13%Cr);在含CO2Cl-共存的严重腐蚀条件下,采用Cr-Mn-N不锈钢(22%~25%Cr)作油管和套管;CO2H+共存而且井温也较高的严重腐蚀条件下,采用Ni-Cr合金(Superalloy)Ti合金作油套管,用以代替一般采用的C-Mn-Mo(0.2%~0.4%C加微量NbVTi)低合金热轧无缝管或高频直缝焊管.目前,国际上阿根廷、日本、挪威等国正在开发经济型的耐腐蚀钢管,我国的宝钢也正在研究抗腐蚀性能好,价格便宜的低Cr耐蚀钢管.为满足中低产油气田开发的需要,新日铁和川崎开展了经济型耐CO2油井管的开发研究工作.新日铁以腐蚀速率为碳钢的一半,成本比碳钢略高为出发点,对含Cr3%4%4.5%的材料进行了实验室试验及现场试验.结果表明,Cr达到3%,腐蚀速率已降至碳钢的一半.川崎研究的耐CO2腐蚀的油井管材料,成分为:0.1%C,0.3%Si,0.5%Mn,0.09%Nb,PS,3%~6%Cr,初步研究表明,4%Cr较为理想.

 

2.缓蚀剂的研究与应用进展

 

咪唑啉氨基化合物(IM),咪唑啉双氨基化合物(IO)和它们的盐,因为具有良好的吸附特性,并且易在铁和钢的表面形成化学膜等特点,已经作为典型的二氧化碳腐蚀的缓蚀剂应用在油气田井下油管的防护方面.我国目前对油气田井下油管的防护的研究工作主要集中在缓蚀剂的研制和使用上.中国科学院金属腐蚀与防护研究所与华北油田和四川石油设计院合作,研究提供了缓蚀剂和二氧化碳腐蚀的主要影响因素和影响规律方面的工程研究成果.中国某石油公司石油钻井研究所,研究的缓蚀剂XC-01,对雅克拉凝析气油田的腐蚀环境下的油管有较好的缓蚀效果,它有效的抑制了全面腐蚀,经试验表明其有效率可达到92%以上.国内在四川含硫油气田用缓蚀剂进行防腐方面作了大量研究工作,西南油气田分公司研究远开发了气田开发用气液两相缓蚀剂CT2-15,对气水同时存在条件下抑制局部腐蚀有较好的效果.

 

3.玻璃钢管的应用

 

石油工业中目前应用最多的复合材料是玻璃纤维增强塑料,即玻璃钢.玻璃钢因具有轻质、高强、耐腐蚀,几乎不被油、水、盐等介质侵蚀的特点,50年代应用于油气设备内衬.到目前为止,已成功应用于油管、套管、集输管、回注管、出油管及管线等.美国TexasPaggiEstale高出水率的井中使用了玻璃钢油管,J-55钢管相比,虽然管子本身价格高出一倍,但减少了使用钢制油管井底必须装配化学注入装置的麻烦,大大节省了设备安装费、维修费和化学药品消耗费等开支.美国石油工业用玻璃钢管的生产企业年产油井管用约400万米.主要用于含CO2H2S的天然气井的油管、含腐蚀性介质自喷油井的油管、含腐蚀性介质无杆采油井的油管等.

 

4.涂镀层技术的研究与应用进展

 

目前俄罗斯许多制管企业在产品出厂前对天然气及石油管道管内、外表面作防蚀处理.钢管外表面防蚀采用单层环氧树脂以及双层或三层聚乙烯,钢管内表面防蚀措施为双层结构,即在涂完打底层之后敷以环氧树脂粉末,并在管端内表面敷以耐蚀合金.目前美国、南美各国、加拿大以及亚洲和澳洲各国油管防腐涂层最常用,用得最多的就是单层环氧树脂覆盖层,因为这种覆盖层阴极保护效果好,能长期保证可靠的防蚀性能.而欧洲各家公司则偏爱三层式防蚀体系.

一种全新的金属表面处理方法三层复合涂镀技术,三层复合涂镀技术就是在金属材料与有机组成物之间形成完全的化学键结合的表面化学处理型技术.它能赋予金属表面多种功能,而且能使这些功能在超常的持久和耐用的基础上得到发挥.尤其是在防腐,防垢,节能等方面,三层复合涂镀技术以其表面功能的多变性,优异性以及绝对的成本优势,必将在今后的生产设备防腐蚀过程中得到广泛的应用.

注水井采用玻璃钢内衬油管比普通涂层油管防腐效果更好,使用寿命长,可以减少更换管柱的费用,并且对于因腐蚀造成油管壁厚损失小于50%的旧油管可以修复再利用.美国Northcondemn油田有500多口井应用玻璃钢内衬油管,占注水井总数的80%,已用了12,没有1口井损坏.美国把玻璃钢内衬油管作为涂层油管的替代产品,在注水井防腐中,担当起主力军的角色.

 

 

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