水处理之概述及发展现状 3页

1概述及发展现状1.1研究油气田腐蚀问题的重要性由于腐蚀问题，给油气生产工业每年带来巨大的经济损失。油气生产大多数是深井钻采作业，井越深，套管强度就要求越高，设备材料硬度要求高，操作应力大，油中大都含有高矿化度的水，这对腐蚀问题就提出了很高的要求。为提高石油采收率，开始了二次、三次采油工艺，投入了大量油田化学助剂，酸性气体和水溶性介质，造成了很复杂的对采油设备的腐蚀局面。近年来海上采油作业已成为油气生产中的一个重要部门，要保护处于潮湿的盐性气体中的海水激流及浮冰中的海上钻采平台的运行安全，防腐问题就显得特别重要。1.2造成油气田设备腐蚀的主要原因几乎所有的油气生产都伴随着高矿化度水溶液的存在，因而油气田钻采设备和管线的腐蚀都是电化学腐蚀。水中溶解的氧气，是阴极反应的强去极化剂。当水的PH>3.5时，可在腐蚀的钢铁金属表面生成氢氧化铁沉积物。氧气可在空气中得到补充，实验表明，钢铁设备的腐蚀率和水中溶解氧气量成正比。氧气存在还会在金属腐蚀表面造成氧浓差电池，造成缝隙、孔蚀等各种局部腐蚀。油气生产中水中溶解的CO2气也是一个重要成金属腐蚀因素，一般会造成金属设备材料的全面腐蚀，油气储罐底部、凝析气井、锅炉回管等部位这类腐蚀尤为重要。当然CO2的腐蚀程度比氧气小，每升含4mlO2的矿化对金属设备的腐蚀是同样浓度CO2腐蚀率的7倍。但水中既含氧气又含CO2时，金属设备的腐蚀率将变的更大。油气生产中造成金属设备腐蚀的另一个杀手时硫化氢。硫化氢不但可造成金属设备的电化学腐蚀，还可以造成钢质构件的氢脆及硫酸盐还原菌等生产微生物腐蚀。造成油气腐蚀另外一些因素，包括水的矿化度、流速、环境温度，水的pH值等因素。1.3采油污水回注处理技术国内外发展状况\n对于采油污水处理回注技术，主要关注的内容有：①处理后的水质量。即通过物理—化学处理方法处理后，水质要达到相应的油田注入水的水质标准。在此，最重要的是絮凝剂的开发研究。②研究腐蚀及控制技术，其中主要是腐蚀因素研究及相关药剂的开发研究。③结垢性控制技术，主要是结垢因素研究及相关的药剂开发。④对储层影响研究，主要研究处理后水与地层水的配伍性及处理后水对储层的伤害。1.4金属腐蚀的概述1.4.1金属为什么会发生腐蚀？腐蚀是指材料受环境介质的化学和化学作用而破坏的现象.腐蚀的实质是离子和电子分家，金属离子进入土壤或溶液。从能量的角度看：是从高能态化合物向低能态单质的转化，这是必然的趋势，不可防止，但可通过防腐措施减缓转化速度。腐蚀就是金属由元素状态返回自然界存在的化合物——矿石的过程，它是一个自发的，不可避免的渐变过程。以铁为例：在自然界常年稳定存在的形式是铁矿石，而铁被腐蚀后的产物铁锈的成分也正如同矿石成分，存能量观点看，化合物经冶炼还原出金属是吸热过程，需要提供大量的热能才能完成，即金属状态的铁比矿石中的铁具有较高的能量，这种高能态在自然环境中是不稳定的，它要不断放出能量，重返自然界稳定存在的低能态矿石。所以说,腐蚀过程乃是冶炼过程的逆过程，冶炼时消耗能量越大的金属就越容易腐蚀，如铁就容易腐蚀,而金则难腐蚀。腐蚀过程腐蚀与冶金的关系(释放能量)铁铁的化合物冶炼过程(高能态)(吸收能量)(低能态)1.4.2腐蚀的原理腐蚀的原理是电化学腐蚀，其造成腐蚀的原因有内因和外因，内因是通过外因起作用。内因成份不同,如碳钢内含有主要成分铁(Fe),少量碳化铁(Fe3C\n),和碳(C)及其它合金元素,由于Fe,C,具有不同的电位,C的电位高(惰性)是阴极,Fe的电位低(活波)是阳极,Fe-C之间存在电位差在腐蚀介质中就产生腐蚀电流,造成电位低的铁腐蚀.即由铁转变成铁离子.外因：空气、水、土壤、中含有氧气（O2）二氧化碳（SO2），二氧化硫，各种盐，不同PH值，灰尘、烟粒，细菌、杂散电流、温度、流速等环境具有导电性，金属在内，外因共同作用下，电化学腐蚀就发生了。金属腐蚀问题极其普遍地存在于石油、化工、矿山、冶金、医药等行业中。石化设备中，金属机械与设备经常与腐蚀介质（如酸、碱、盐等）接触，尤其在高温、高压和高流速的工艺条件下，腐蚀问题更显得突出和严重，化工设备的腐蚀和防护对策越来越引起设备管理部门和过程技术人员的高度重视。