高含硫气田元素硫腐蚀机理及其评价方法.pdfVIP

石油与天然气化工 第4l卷第5期 CHEMICALENGINEERlNGOFOILGAS 495 高含硫气田元素硫腐蚀机理及其评价方法 刘志德1’2 路民旭1 肖学兰3 谷坛2 张雷1 顾锡奎2 闰静2 (1．北京科技大学材料科学与工程学院) j‘尊一，r璺 (2．中国石油天然气集团公司高含硫气藏开采先导试验基地腐蚀与防护实验室) (3。中国石油西南油气田公司科技信息处) 摘 要 在高含硫气田的开发过程中，往往会出现元素硫的沉积现象。元素硫一旦沉积以后， 很有可能堵塞采输管线并造成管材的严重腐蚀，对气田的正常生产影响很大。介绍了高含硫气田 元素硫的来源及其危害，在此基础上分析了元素硫腐蚀的机理，详细论述了元素硫的腐蚀评价方 法，并分析了每种方法的适用范围及其特点，根据国内现状，提出了具体的认识和建议。 关键词 元素硫 腐蚀机理 腐蚀评价方法 DOI：10．3969／i．issn．1007—3426．2012．05．011 在高含硫气田的开发过程中，天然气中或多或 沉积而导致分离器完全堵塞的外观。 少地含有一定量的元素硫。影响元素硫在天然气中 溶解度的主要因素有天然气的组成、温度和压力，具 体情况见图1。随着采输系统温度和压力的下降，元 图2某高含硫气井分离器因元素硫而堵塞的外观 』LIi．S几，。 图1 元素硫在酸气中的溶解度 元素硫除了可能堵塞采输系统的通道而影响正 素硫颗粒往往会从天然气中析出。若此时天然气携 常的生产外，还会导致采输系统的严重腐蚀。元素 带元素硫颗粒的量小于元素硫颗粒析出的量，很有 硫腐蚀的部位主要集中在元素硫沉积的部位，主要 可能出现元素硫沉积现象。当天然气采输系统内发 生少量元素硫沉积时，会导致天然气流体的通道减 材料性能会议上指出Obed气田1l一13气井的中上 小，影响天然气的产量；当元素硫大量沉积时，会堵 部因元素硫的沉积而发生局部腐蚀，点蚀深度为油 塞流体通道，导致关井停产。天然气采输系统中元 er 素硫沉积的主要部位通常是系统中存在压力降的部 Valley酸气输送管线(H：S14％(妒)，C023．3％ 位，例如喷嘴、流量计量装置和调压阀等[1_2]。图2 是国内某高含硫气井分离器由于元素硫和水合物的 管线的腐蚀穿孔，穿孔部位位于管线底部，为孤立点 基金项目：国家自然科学基金面上项目“腐蚀产物膜对高含硫气田元素硫局部腐蚀机制的影响研究”。 作者简介：刘志德(1972一)，男，高级工程师，主要从事酸性气田腐蚀与防护工作，已发表论文10多篇，北京科技大学在读 万方数据 496 刘志德等高含硫气田元素硫腐蚀机理及其评价方法 2012 蚀。原因是由于管线内气流速率太低，导致元素硫 1．1多硫化物腐蚀机理 和高C1‘含量的地层水在管线内部汇集，从而导致管 据报道[s-6]，元素硫与H：S接触时，会生成多 线内部出现腐蚀穿孔现象‘4|。图4是地面管线钢材 硫化合物H。S。+。(其中x≥1)。这种多硫化合物只 因元素硫腐蚀而呈现的典型点蚀形貌。 有在H：S与元素硫直接接触时才能稳定存在，它能 通过硫化铁膜，与Fe发生如下的反应： 点蚀j瓮度【2矸油管壁辱)