油气井的空泡腐蚀机理

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1、油气井的空泡腐蚀机理程海鹏，王君恒(中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司，山东临邑251507)摘要：国内外油田油气井存在的局部腐蚀，一般认为是由CO2腐蚀造成的。从这个论点入手，该篇文章首次提出空泡腐蚀参与了油管的腐蚀过程，并详细阐述了空泡腐蚀油管的原理、空泡形成的基本条件以及空泡腐蚀的基本过程。再结合现场油管腐蚀形态，最终得出以下结论：空泡腐蚀在油气井中是存在的，并且是造成油管严重局部腐蚀的主要原因。关键词：c0：腐蚀空泡腐蚀水力学在油气田开发过程中，由于油气中含有的酸的情况下，N80油管的腐蚀速度只有0．6mm／a性非烃类气体

2、(CO等)以及油管所处的特殊地而是现在从生产气井中，发现局部达到20mm／层环境，油管腐蚀普遍存在而且不可避免。“CO这样惊人的局部腐蚀速度，分析只有CO这腐蚀”这个术语1925年第一次被API(美国石油腐蚀气体，就认定为CO腐蚀，这是不够严jj学会)采用。1943年，在德克萨斯油田气井中发的，应当分析查找其它腐蚀原因存在的可能性生的油管腐蚀现象被首次认为是CO：腐蚀，目前问题关键是做的实验是无法模拟油井内部的国内外对CO腐蚀造成的均匀腐蚀，通过实验都际生产状态，而实际生产过程中的金属腐蚀，彳得到验证，认识的比较清楚，对于局部腐蚀机理

3、的往是除了电化学腐蚀以外，还有其他腐蚀的研究目前尚不够深入和详尽。在实际生产中，金理存在，生产中的金属腐蚀是在物理作用和4属的腐蚀过程往往是一种错综复杂的电化学过学反应共同的作用下，是在多种腐蚀机理条f程，根据生产实际，从多种腐蚀机理下手来研究这下一起相互作用造成的。种腐蚀现象。根据油管的腐蚀形态的观察研究，1．2空泡腐蚀油管的原理认为腐蚀形态与流体力学中的空泡腐蚀类似，分从19世纪后半叶在螺旋桨叶片上发现空析油管中的液流流动状态，很可能在局部液流流现象以来，空化理论及应用已经有了很大发展，j速突变过程中产生了空化现象，因此提出空泡腐

4、且所涉及的领域也越来越多。在生产实际中，蚀参与了油管的腐蚀过程。往发生空泡腐蚀的部位是在离心泵内和轮船螺j桨背部，可以从离心泵的抽空知道，一旦空气进1空泡腐蚀存在理论依据泵内或液体气化，对叶轮、壳体产生较大的冲击i1．1研究选择课题背景冲刷的作用，机泵产生刺耳的声音，并且造成泵l在实际生产中，危害安全生产主要由局部严重震动，液体的冲击力大而频繁，致使叶轮表i腐蚀造成的，引起局部腐蚀的成因很多，多是在形成斑点、裂纹，直至蜂窝状，这种现象就是常特定的环境下形成的。CO：腐蚀主要发生在油的空泡腐蚀，俗称离心泵的气蚀(见图1～2)。j气井和自

5、喷油井内，并且都处在气液界面处，压离心泵的设计安装过程中，都要考虑一个很重力越高CO的溶解度越大，底部油管的CO：溶的参数，就是气蚀余量。气蚀是发生局部坑窝』解度也会越大，但并没有局部腐蚀，所以说用蚀最常见的一种形式，在生产中也是危害是很jCO腐蚀的机理来解释这种局部腐蚀是存在矛重的。盾的，而现在国内外腐蚀专家在室内做的挂片收稿日期：2015—01—28；修改稿收到日期：2015—03—22。小样与生产实际差别很大，现在通过理论和实作者简介：程海鹏(1972一)，高级技师，2010～2015年在验中无法得到实际生产中的CO的腐蚀速度，

6、国石油大学进修，在该公司临盘采油厂从事采油工作。现在油田有注CO，驱油新技术，分压达到3MPamail：LPehhp@sina．eom4更加多变，对于空化现象产生创造了条件；析的方法，分析油气多相管流中的空化现象，直观(3)根据空泡产生的条件，以及列举的几个地观察空泡湮灭时空泡周围的压力场，以及油管j显的现场实例可发下，空泡腐蚀往往发生在流壁的受力情况。发生变化的地方，因此油管内存在不光滑段以油管与油管的丝扣接缝，均可能发生空泡腐蚀，参考文献就要求油管制造过程中的工艺要求提高，或者用新型的内衬或涂层油管，改善油管内壁的光[1]杨庆，张

7、建民．空化形成机理和比尺效应[J]．水力发电，20o4，30(4)：56—59．程度；以及改良油管丝扣的连接方式，降低接缝[2]王保成．材料腐蚀与防护[M]．北京：北京大学出版社，出现几率；2012：159—160．(4)目前在油管中空泡腐蚀现象，还没有见[3]卢绮敏．石油工业中的腐蚀与防护[M]．北京：化学工业4任何直接检测资料，本文提出浅陋建议，希望能出版社，2001：98-99．多起到抛砖引玉的效果。希望流体力学方面学(编辑王菁辉)，能够利用计算机流体力学(CFD)数值模拟分BubbleCavitationCorrosionin

8、0il&GasWellsandCorrosionMechanismsChengHaipeng，WangJunhengsINoPECLinpanOilProductionPlantofShengliOilfield，Lin