耐温铝合金牺牲阳极电化学特性研究
2021-11-27何文江陈作明彭明兰霍征光吕祥鸿
西安石油大学学报(自然科学版) 2021年6期
何文江,陈作明,彭明兰,霍征光,雷 博,周 杰,王 晨,吕祥鸿
(1.中国石油长庆油田分公司 第二采油厂,甘肃 庆阳 745100;2.西安石油大学 材料科学与工程学院,陕西 西安 710065)
引 言
近年来,随着我国西部主力油气田的不断开发,井下腐蚀条件日益苛刻,例如井深越来越大,温度越来越高,地层水中矿化度高,侵蚀性CO2、H2S气体分压日益升高,而油管在油气环境中遭受的腐蚀主要是CO2腐蚀、氧去极化腐蚀、H2S腐蚀、垢下腐蚀、硫酸盐还原菌腐蚀等,如此恶劣的腐蚀工况加速了井下管柱的腐蚀,导致套损井数量逐年增加,严重影响到油田的正常生产,同时也造成了巨大的经济损失[1-2]。
目前,针对井下管柱的腐蚀,国内各大油田普遍采用耐蚀管材和添加缓蚀剂的防护措施。但由于耐蚀管材价格较为昂贵,且目前研究的耐高温缓蚀剂尽管在高温环境下缓释率达到85%以上[3],但由于缓蚀剂加注方式较为复杂等原因,其在油田的应用受到一定的限制。大量现场实践应用表明[4-7],在管柱外表面合理布置阳极材料,采用牺牲阳极的阴极保护措施,通过阳极溶解持续输出电流,可有效减缓套管柱和油管柱的腐蚀,并且具有安装方便、随检泵作业一次下入无需日常维护管理等优点。但是,较高的井下温度和苛刻的腐蚀环境对牺牲阳极材料的溶解行为、电流效率和工作电位等电化学性能提出了更高要求。目前常用的牺牲阳极材料有铝合金、锌合金和镁合金三大类。镁合金阳极工作电位低,但其电流效率低、消耗快,容易导致被保护设备产生氢损伤和诱发火灾[8-15];……
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