高含CO2天然气运输管道缓蚀剂的筛选

张 宇

(中国石油管道公司管道工程建设项目经理部)

0 引 言

气藏高温、高压、高含CO2(20%～80%)，气井CO2腐蚀环境恶劣，在天然气开发中，伴随产生大量的CO2，CO2具有极强的腐蚀性[1]，天然气或CO2气体运输过程中，对输气管材的要求极其严格，据有关文献介绍，对于输送高含CO2的管道在没有采取保护措施的情况下，腐蚀井段占50%～85%，严重影响管材的寿命[2-3]，为此需要对管道采取必要的防范措施[4-6]。本文阐述CO2腐蚀规律，筛选评价咪唑啉为主剂抗CO2复合缓释剂，评价缓释性能及其加注方式，现场设计加药工艺及其制度，通过现场试验监测，咪唑啉类的复合缓释剂，适合CO2输送管材的防护，降低了管道的腐蚀状况，延长了管道的使用周期，降低了漏气的风险。

1 CO2缓蚀剂的研究与评价

1.1 缓释剂类型的确定

缓蚀剂的种类包括有机类和无机类缓蚀剂，其中无机类缓蚀剂，主要是氧化金属表面形成钝化膜或在阴极区形成沉淀膜，对管材进行防护，起到缓释作用。

有机类缓蚀剂分以下4种，含P类，对金属有很强的吸附性，用于抑制CO2、H2S、O2、SRB的腐蚀。含S类，通过S原子吸附金属表面，主要抑制CO2、H2S的腐蚀，因受环境影响较大，现场很少单独使用。含O类，主要为炔醇类、醛类、脂肪羧酸类，用于油气井高温高压及酸化环境下。含N类，是用量最大的一类缓蚀剂，包括有机胺类、咪唑啉类、铵盐、季铵盐类、酰胺类。其中咪唑啉类因具有低毒、高效、易降解等特点，应用最广泛。不同类型缓蚀剂的缓释性能评价见图1。

图1 不同类型缓蚀剂的缓释性能评价