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水湿工业联合项目
研究背景 |
油水混合流动中的水润湿问题 |
预计取得成果 |
文章
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Richter
研究背景
由碳钢制成的油
气井和输油管道如果有水很容易产生内
腐蚀，而且含水量越多产生腐蚀的可能
性越大。反之，如果管壁被油润湿，则
没有腐蚀发生。而且，原油中的某些成
分有抑制腐蚀的性能，可以在管壁形成
保护膜。当管壁被水润湿时，很容易造
成管壁腐蚀。其他影响水润湿和腐蚀的
重要因素有：
- 水的化学性能
- 原油成分
- 添加剂（防腐剂ᦁ
- 管壁表面状态（结垢，长膜等）
- 和流态和流速等
过去，这些因素对水润湿的影响只
是被定性研究。而对水润湿的彻底的定
量研究对理解油气生产和运输中碳钢设
备的内腐蚀及其重要。
油水混合流动中的水润湿问题
沙美石油公司从2004年资助的一个实验
研究项目对大管径中的水平和倾斜油水
混合流动的水润湿和二氧化碳腐蚀进行
了实验研究和数据模拟。实验中使用了
多种原油，目的是为了研究原油种类、
水含量、管倾斜角度和流动速度对水润
湿的影响。实验使用了五种测量技术：
- 横贯管道式高频阻抗探针
- 齐平管壁安装式电导探针
- 液体取样
- 视频录像
- 通过电阻探针和测量铁离子浓度
进行腐蚀检测
这五种测量技术在沙美公司资助的
水润湿项目中被成功的验证和使用于LVT200
油和各种原油的研究。例如图1显示的是
LVT200 油水两相水平流的润湿相图。实验中
发现三种润湿情况：稳定的水润湿、交
替性润湿、稳定的油润湿。在1.5m/s的流速
下，由交替性润湿变为稳定的油润湿。
在油润湿条件下没有腐蚀发生。交替性
润湿条件下其腐蚀速率只是稳定水润湿
条件下的一半。在不同的倾角和不同的
油相下，润湿行为也会改变。这些初步
的实验结果证实水润湿是一个十分复杂
的现象，它对腐蚀率有很大影响。当然
也说明我们已开发出在实际的流动条件
下对真实原油进行成功润湿实验研究必
要的实验工具和方法。
一个为期3年的由多个公司参与合作
的项目在2006年启动。
预计取得成果
- 提高对水润湿及其关键影响因素
的理解
- 开发一个可用于水润湿测试的小
型实验台
- 所有实验结果，分析和未来工作
概要的完整报告（每半年）
- 建立一个对其他软件开发者在一
定条件下开放的水润湿和多相流数据
库
- 嵌合于被多家赞助公司分享的multicorp
软件的关于油水两相和气油水三相流的
水润湿的升级模型
- 特别针对于某种原油与MULTICORP相融，
对个别赞助公司独家开放的嵌入式水润
湿模型
文章
- "Effect of Corrosion Inhibitor on Water Wetting & CO2
Corrosion in an Oil-Water Two Phase System" Chong Li, Sonja Richter and Srdjan Nesic, ICC2008 Paper No. 2662, Las Vegas,
October 2008.
- "Crude Oil Chemistry Effects on Inhibition of
Corrosion and Phase Wetting" Francois Ayello, Winston Robbins, Sonja Richter and Srdjan Nesic, ICC2008 Paper No. 3149, Las Vegas,
October 2008.
- "Study of Wettability of Different Steel Surfaces"
Xuanping Tang, Sonja Richter and Srdjan Nesic, Paper No. 3109, ICC2008, Las Vegas, October 2008.
- "Experimental Studies of Wetting in Large-Diameter
Horizontal Oil/Water Pipe Flows," J. Cai, S. Nesic, C. Li, X. Tang, F. Ayello, C.I.T Cruz and J.N. Al-Khamis. SPE Paper No.
95512
- "Determination of Phase Wetting in Oil-Water Pipe Flows,"
Francois Ayello, Chong Li, Xuanping Tang, Jiyong Cai, Srdjan Nesic, C.Ivan T. Cruz, Jamal N Al-Khamis. NACE Paper No. 08566, 2008
- "Effect of oil type on phase wetting
transition in oil-water flows," Xuanping Tang, Francois Ayello, Chong Li, Srdjan Nesic, Jiyong Cai, C.Ivan T. Cruz, Jamal N
Al-Khamis. NACE Paper No. 07170, 2007
- "Experimental Study on Water Wetting and
CO2 Corrosion in Oil-Water Two-Phase Flow," Cai,J.; Li,C.; Ayello,F.; Tang,X.; Nesic,S.; Cruz,I.; Al-Khamis,J. NACE
paper No. 06595, 2006
- "A multiphase flow and internal corrosion
prediction model for mild steel pipelines," Nesic,S.; Cai,J.Y.; Lee,K.-L.J. NACE paper No. 05556, 2005
- "Modeling of Water Wetting in Oil-Water
Pipe Flow," Cai, J.; Nesic, S.; NACE International Conference and Exhibition, Paper No. 04663, New Orleans, Louisiana, April
2004
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