[实用新型]一种空气泡沫驱油腐蚀评价装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及石油开采防腐保护技术领域，具体涉及一种空气泡沫驱油腐蚀评价装置。

背景技术

空气泡沫驱油是我国近年来发展起来的一种提高采收率新技术，它的气源丰富、成本低，既具有传统的注气作用，泡沫的加入又能够防止气窜、控制流度、增加驱油效率和波及体积，可大幅度提高油藏的采收率，因而注空气技术受到越来越多的重视。但在空气泡沫驱油实施过程中，随着空气泡沫注入后，由于氧的分压较高，在潮湿高温的环境中，加速了氧的去极化反应，对注入井管壁造成了严重的腐蚀；空气注入油藏后，氧气和原油发生低温氧化反应，氧气被消耗，生成大量的 CO₂，CO₂在水中有很高的溶解度，与水生成碳酸，碳酸电离出的氢离子有很强的去极化作用；且疏松的腐蚀产物 FeCO₃。由此可见，在空气泡沫驱油的过程中，注入井的氧腐蚀和生产井的CO₂腐蚀问题非常严重，是空气泡沫驱油进入现场应用前需要重视和解决的问题。O₂、CO₂腐蚀机理如下：

a、空气泡沫驱氧气腐蚀机理

空气注入过程中，金属与氧接触。氧腐蚀不但直接破坏受到氧腐蚀的部位，而且其腐蚀产物还会被带入注气管线及井壁还会结垢，附在金属管壁上，容易引起垢下腐蚀，对管线危害极大。

空气中的氧溶解在水溶液中形成溶解氧，对于浸在水溶液中的金属有腐蚀作用。溶解氧作为腐蚀剂引起的腐蚀类型有：缝隙腐蚀、氧浓差电池、点蚀、钩状腐蚀等，腐蚀产物是铁的氧化物FeO、Fe₂O₃、Fe₃O₄。

吸氧腐蚀是指以氧气的还原反应为阴极过程的腐蚀。与氢原子还原反应相比，氧还原反应可以在更正的电位下进行。因此，氧去极化腐蚀比氢去极化腐蚀更为普遍。大多数金属在中性或碱性溶液中的腐蚀都属于吸氧腐蚀或氧去极化腐蚀。

对于碳钢来说，氧的去极化腐蚀反应为

在阳极Fe→Fe²⁺+2e

去极化O₂ + 2H₂O + 4e→ 4OH^-

Fe²⁺+ 2OH^-→ Fe(OH)₂

腐蚀产物4Fe(OH)₂+O₂+2H₂O→4Fe(OH)₃

总反应式4Fe+3 O₂+6H₂O→4 Fe(OH)₃。

b、空气泡沫驱CO₂腐蚀机理

干燥的CO₂没有腐蚀性，但其溶于水后形成碳酸就表现出很强的腐蚀性甚至比盐酸还强。碳酸参与阴极的析氧反应，导致金属的腐蚀。如今普遍被认同的CO₂腐蚀机理为:

CO₂+H₂O → H₂CO₃

H₂CO₃ → H⁺+ HCO₃^-

HCO₃^- →H⁺ + CO₃^2-

2H⁺+Fe→Fe²⁺+H₂

Fe²⁺+CO₃^2-→FeCO₃

总反应可表示为:CO₂+H₂O+Fe→FeCO₃+H₂。

以上的腐蚀机理是针对的是裸露的、光洁的金属表面。而实际上，生成的FeCO₃在水中不稳定，会继续反应生成Fe(OH)₃或其他产物。