文 献 综 述

1.前言

中石化华北分公司大牛地气田向气井注入的水合物抑制剂是甲醇。注入的甲醇一部分蒸发到气相中,另一部分则溶于水相成为含醇污水[1]。含甲醇污水矿化度较高, 含有大量钙离子、镁离子、亚铁离子、氯离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子、二氧化碳, pH值较低, 油含量及悬浮固体含量较高[2], 若不进行妥善处理, 甲醇污水处理系统会产生结垢、堵塞、腐蚀。腐蚀产生的损伤，不仅构成公众风险，而且对检查，修理和更换花费的代价也大，因此有必要特别是在了解腐蚀影响因素的前提下开发腐蚀抑制剂[3]。针对这种情况，所以需要先对其甲醇污水处理系统的腐蚀行为进行研究，在实验室现有的条件下，配置模拟水样，通过重量法和电化学的测试研究同一因子不同水平对影响碳钢均匀腐蚀的因素进行研究。本实验以在模拟水样基础上，通过动态挂片实验和静态挂片实验，利用单一离子浓度的不断变化，获得该离子对钢片的腐蚀速率。以最常用的20#钢为代表，室内用失重法考察C1-含量、SO42-含量，以及时间、温度、pH值对20#钢腐蚀速率的影响，利用极化曲线分析腐蚀相关影响因素和腐蚀机理。分析和讨论各因素对20#钢的腐蚀速率及腐蚀机理。为以后的钢材防腐提供一定的理论依据。

2、大牛地气田含醇污水来源及水性

且每天进场水质来自不同的集气站，水质差异大，混合在一起，形成水质不稳定、化学成分复杂的特点。水质总体情况呈现高浊度，高矿化度，高腐蚀性，高含铁量，低pH值”四高一低”的特点。[4]

2.1、高浊度[5]

由于大牛地气田污水主要来源于油、气层的深层地下，生产过程中注入大量甲醇作为水合物抑制剂。同时采气过程中还向井筒内注射泡排剂、防腐剂等化学药剂，本身常规水质分析就难以定量。

2.2、高矿化度[6~7]

大牛油气田含有大量钙离子、镁离子、亚铁离子、氯离子、碳酸氢根离子、硫酸根离子，这些离子如不进行妥善的处理，则会产生结垢，堵塞，腐蚀。

2.3、高腐蚀性[8]

由于存在大量的矿物离子，再加上不可避免的融入CO2和O2，更加增强了污水的腐蚀性。

3、20#钢的腐蚀影响因素

3.1、20#钢的基本成分及性质[9]

20#低碳钢广泛用在油田管道集输送和钻井系统，是油田常用钢材的典型代表，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工。属于优质低碳碳素钢，冷挤压、渗碳淬硬钢。该钢强度低，韧性、塑性和焊接性均好。抗拉强度为355~500MPa，伸长率≥24%。

3.2、影响因素的测定

3.2.1、温度的影响[10]

在其它条件恒定的条件下，改变不同的温度，持续反应24h 后进行失重测量，确定腐蚀速率与温度之间的关系，计算20#低碳钢的腐蚀速率。

3.2.2、pH的影响[11]

通过改变溶液pH值，观察20#钢在不同pH值下溶液的腐蚀电位和腐蚀电流的变化曲线，了解酸碱性环境是否对20#钢的腐蚀有一定的抑制或促进作用。

3.2.3离子浓度的影响[12~15]

3.2.3.1、Ca2 ，Mg2 的影响

在其它条件恒定的条件下，改变不同的Ca2 ，Mg2 含量，持续反应24h后进行失重测量，确定腐蚀速率与Ca2 ，Mg2 含量之间的关系，计算20#钢的腐蚀速率。

3.2.3.2、Cl-的影响

在其它条件恒定的条件下，改变不同的Cl-含量，持续反应24h后进行失重测量，确定腐蚀速率与Cl-含量之间的关系，计算20钢的腐蚀速率。研究表明腐蚀介质中如果含有Cl--腐蚀性阴离子，会对碳钢的腐蚀产生很大的影响[16]。含甲醇污水的Cl-含量较高，Cl-本身不会起到还原作用，但却能成为阴极反应的物质，Cl-可促使碳钢表面的保护层不稳定，使管线内壁形成的腐蚀产物变得疏松，在疏松的垢下形成浓差电池腐蚀，如氧浓差电池、盐浓差电池等腐蚀形式。

3.2.3.2、SO42-的影响

在其它条件恒定的条件下，改变不同的SO42-含量，持续反应24h后进行失重测量，确定腐蚀速率与SO42-含量之间的关系，计算20#钢的腐蚀速率。

3.2.3.2、HCO3-的影响

在其它条件恒定的条件下，改变不同的HCO3-含量，持续反应24h后进行失重测量，确定腐蚀速率与HCO3-含量之间的关系，计算20#钢的腐蚀速率。

4、研究意义

通过对大牛油气田甲醇污水处理系统的腐蚀与防护的分析，通过室内静态浸泡实验、动态模拟实验对20钢在不同介质中的腐蚀特性进行了实验研究，用极化曲线分析腐蚀相关影响因素。分析和讨论各因素对20钢的腐蚀速率及腐蚀机理。希望在以后能够为大牛油气田甲醇污水处理系统的综合防腐方案提供一定的理论依据。

参考文献

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