酸性油气田管道施工现场里氏硬度检测探讨

里氏硬度作为酸性油气田管道施工现场中常用的硬度验收方法,检测准确性关系到管道开裂的风险。通过对标准规范及文献调研,总结出里氏硬度应用在酸性油气田管道施工现场验收的核心问题是管线钢特性导致的检测偏差,选取不同牌号、钢级、壁厚的管线钢材料,开展里氏硬度—布氏硬度的对比试验。试验结果显示,里氏硬度应用于管道母材及环焊缝检测均产生较大偏差,偏差主要与管道壁厚相关。就管道耦合和硬度修正的降低里氏硬度检测偏差方法可操作性展开探讨,建议修正油气田管道施工现场里氏硬度检测以降低安全风险。

酸性油气田用高性能不锈钢的选材与应用

分析了酸性油气田选材标准及体系,重点综述了酸性油气工业用高性能不锈钢的选材特点、评价方法标准和用材现状,还对常用材料性价比进行了简单分析。

腐蚀预测软件在酸性油气环境中的应用

文章介绍了目前国内外常用于油气田开采酸性环境中的腐蚀预测软件,讨论了Predict4.0软件在四川西北和新疆塔河油气田中的应用情况。建议在开发用于酸性环境中的腐蚀预测软件时,要依据科学原理,结合室内与现场试验数据,考虑腐蚀综合因素,以提高预测软件的适应性和准确性。

酸性油气田管道环氧防腐涂料施工工艺

介绍了酸性油气田的管道环氧防腐涂料的施工工艺,包括工件表面处理、施工准备、不同涂装工艺的适用范围,以及管道挤涂施工设备、工艺流程和施工注意事项等。

酸性油气田C110套管断裂失效分析

为查明酸性油气田某油井C110套管断裂失效原因,通过C110断裂失效套管断口宏观形貌、金相组织、化学成分、力学性能和腐蚀产物成分等综合分析,对酸性油气田某油井C110套管断裂原因进行了探讨。结果表明:套管不居中导致套管产生应力集中,并在套管与卡瓦咬合的第1个齿形成严重机械损伤;同时,地层运动、套压波动等因素导致套管在应力集中部位出现交变载荷。最终,在套管内壁处于高H2S、低p H值环境下,在内表面交变应力集中区域发生腐蚀疲劳开裂。

钛合金在高温高压酸性油气井的应用研究进展

随着油气田的不断开发,开采环境变得越来越恶劣,油气田开采面临高温、高压和高含硫的难题。高温高压酸性油气井井下生产管柱将遭受高温、高压、H 2S、CO 2、高浓度Cl-、元素S、低pH值的酸化液以及溴化物为主的封隔液等复杂腐蚀工况的挑战。常规的碳钢、低合金钢、不锈钢难以满足日趋恶劣的开采环境,而钛合金材料具有高比强度、低弹性模量、各向同性和优异的耐蚀性能,成为高温高压酸性油气井重要的候选材料之一。钛合金材料牌号近100种,最早用于航空航天领域,20世纪80年代,国外开始探索钛合金在石油行业的应用,但国内起步较晚,钛合金在高温高压酸性油气工况下的腐蚀数据较为匮乏。通过对近30年国际上对钛合金在高温高压酸性油气井的试验数据进行总结研究,并根据研究成果提出了高温高压酸性油气井采用钛合金材料时的相关建议,以期为国内高温高压酸性油气田钛合金的推广应用提供参考。

改性环氧粉末涂层在酸性油气田管道内防腐的应用

结合集输管道使用环境和特点,提出了新型抗H2S、CO2、Cl-防腐层的设计。涂层经高温高压浸泡试验后外观及附着力均无变化。

高矿化度酸性油气集输管道腐蚀规律及控制技术探讨

利用电化学测试、腐蚀失重和理论模拟等方法,系统研究常见金属材料在典型高矿化度酸性油田采出液中的腐蚀行为。发现CO_2/H_2S共存条件下,当CO_2含量较低时,以CO_2腐蚀为主;当CO_2浓度较高时,以H_2S腐蚀为主。同时,研究表明降低管道输送压力有助于形成稳定的腐蚀产物膜而减缓管道腐蚀。建议在高矿化度采出液输送过程中,除了采用更为耐蚀的新型抗硫材质外,合理维持较低的管道输送压力或前端气液分离可作为工艺防腐的有效措施。

酸性油气田开发中管柱选材思路探讨

本文说明了国外酸性气井管柱选材及试验标准，并以苏门答腊的中南部Lematang区块Singa气田为列，阐述了国外在酸性油气藏开发中管柱选材的思路。对国内在酸性气藏开发中实现降本增效具有重要的指导意义。

酸性油气用阀门的设计和计算

分析了酸性油气的腐蚀性和特点,介绍了酸性油气输送系统用阀门的设计和计算方法,论述了阀门的材料选择和腐蚀防护。

酸性油气阀门的设计和计算

介绍了酸性油气的腐蚀性质和特点,酸性油气阀门的设计和计算,阀门的材料和腐蚀防护等。

酸性油气田管材高温高压环境断裂评价方法的研究

根据管材现场服役环境、受力及腐蚀工况,设计出了能真实反映现场条件的新型高温高压釜以及适用于高温高压环境开裂的恒载荷实验夹具。结果表明,高温高压80%σs应力腐蚀实验后C110管材抗拉强度、屈服强度降低幅度分别达到4.7%和5.0%,出现明显套损现象,为油气田管材适用性评价和高温高压损伤失效提供新方法。

酸性油气田油套管选材设计

在酸性环境下,屈服失效准则已不适用,环境断裂是主要的失效模式.因此,有针对性地改变油套管的设计和选材,将能够减少或防止油套管失效事故的发生.在满足屈服准则设计的基础上,对T95抗硫套管和C110准抗硫套管进行断裂力学设计,根据NACE D法试验计算出材料的临界应力强度因子K_(ISSC),利用失效评估图(FAD)求出在不同条件下的T95和C110抗内压断裂强度.计算结果表明C110的抗内压断裂强度都要低于T95,对己下入C110套管的井,防止后期作业诱发裂纹至关重要.因此,酸性油气田油套管设计在满足屈服设计准则时,也要满足断裂力学设计准则,这一新的断裂力学设计方法为酸性油气田油套管设计和选材提供了重要参考价值.

高酸性腐蚀油气田用镍基合金油套管开发现状

高酸性油气田逐渐被发现和开采,开采环境中H2S、CO2、S、Cl-含量很高,常用的13Cr、22Cr、316等不锈钢管材已无法满足开采需求,因此镍基耐蚀合金逐渐应用于油套管中。介绍了国内外各大钢管厂镍基合金油套管开发现状,分析结果表明我国镍基合金油套管的开发与国外产品有明显差距。

枯竭型酸性气藏封存CO_(2)过程中的油管腐蚀行为及选材

为了研究不同材质油管钢在枯竭型酸性油气藏CO_(2)封存工况下的腐蚀行为,优选出适用性好的钢材,采用高温高压釜模拟CO_(2)封存工况,在不同CO_(2)分压(5、8、11 MPa)条件下,对N80钢、L80-13Cr钢和BG2532钢进行腐蚀失重测试,从腐蚀速率、腐蚀产物微观形貌和局部腐蚀深度进行研究,并对油管进行腐蚀寿命预测。结果表明:在模拟工况下N80钢、L80-13Cr钢和BG2532钢的腐蚀速率都随着CO_(2)分压的升高而增大,N80钢腐蚀速率为0.0674~0.0979 mm/a,L80-13Cr钢腐蚀速率为0.0227~0.0277 mm/a,BG2532钢腐蚀速率为0.0013~0.0029 mm/a;3种钢材的腐蚀产物主要为立方体状的FeCO3和少量的FeS,且随分压的升高,腐蚀产物逐渐增多并出现融合现象;N80钢主要表现为均匀腐蚀,而L80-13Cr钢出现点蚀,穿孔年限为5 a左右;N80钢的剩余抗拉强度和抗拉安全系数随服役年限的增长而降低,安全服役年限为27 a。研究成果为枯竭型酸性油气藏CO_(2)封存井油管选材提供依据。

太钢酸性油气工程用TGOC27314N合金油井管的研制

针对酸性油气工程用合金油井管的服役环境和介质特点,自主设计开发了一种经济型耐蚀合金TGOC27314N,并分析讨论了其设计原理与强化机制、生产工艺流程及具体的技术控制措施。采用扫描电镜(SEM)、能谱(EDX)、光学显微镜(OM)等测试方法对合金进行了综合分析,同时对拉伸性能、硬度、冲击、抗水压、耐腐蚀等性能进行了全面评价,各项指标均达到了国际标准ISO13680:2010和酸性油气工程现场环境的技术要求。本研究工作开发的TGOC27314N经济型耐蚀合金油井管组织控制合理、综合性能均衡,可应用于国内外酸性油气工程的开发,具有良好的市场推广前景。

四羟甲基季鏻盐:一种新型多功能油田化学剂

本综述包含4个论题:①四羟甲基季盐(氯化物、硫酸盐、磷酸盐及醋酸盐等,简称THP+盐)的结构、化学性质及环保性;②由酸、甲醛、磷化物制THP+盐的工艺流程,使用的原料,催化剂,生产安全问题及普遍使用的THP+盐———硫酸盐(THPS);③THP+盐的杀菌活性,THPS作为广谱、高效、无泡沫、具环保性的杀菌剂,在北海丹麦区块Skjold酸性油田用于杀灭井下、储层SRB菌的试验结果;④THP+盐用作硫化亚铁垢清除剂,THP+盐与铵根离子、硫化亚铁形成水溶性金属络合物及其条件,胺基磷酸、胺基醋酸与THPS复配的溶垢剂及其应用。图2表1参19。

P110S钢在高矿化度油田水环空保护液中的腐蚀风险评价

采用高矿化度油田水作为环空保护液基液易增加油套管钢腐蚀开裂的风险,因此,需对P110S钢在油田水环空保护液中的腐蚀风险进行评估。在对油田水和P110S钢的化学组分进行分析的基础上,用高温高压釜模拟现场工况,开展温度为200℃、CO_(2)分压为10 MPa、H_(2)S分压为2 MPa条件下的失重腐蚀和四点弯曲实验,并用SEM与EDS分析腐蚀产物形貌和成分,最后对试样进行截面分析。结果表明:P110S钢在高温高酸性工况下未发生应力腐蚀失效,腐蚀速率为0.0985 mm/a,试样表面存在严重的点蚀和局部腐蚀;截面分析显示试样表面腐蚀产物膜厚度为63μm,金属基体腐蚀严重,P110S油套管钢在此工况下面临较大的腐蚀失效风险。为了抑制管材的腐蚀,建议使用淡水或矿化度较低的井场水作为环空保护液基液。

镍基3YC51合金高温高压湿H_2S环境中应力腐蚀和高温氧化行为

为了探讨酸性油气田腐蚀环境中油气管材料的腐蚀性能,自制了3YC51镍基耐蚀合金,分别采用高温高压釜和同步热分析仪对其在高温高压湿H2S环境下的耐蚀性能和1 300℃恒温空气中的高温氧化行为进行了研究。结果表明:3YC51合金在试验条件下具有优良的耐均匀腐蚀和应力腐蚀性能;3YC51能满足酸性油气环境对金属材料的使用要求。合金氧化分2个阶段,初始氧化温度为1 047℃,在1 153℃和1 287℃分别出现氧化极值点,氧化增重呈抛物线形状,具有较高的初始氧化温度和较好的抗高温氧化性能。

慢应变速率作用下P110管材的环境开裂行为及防护措施

为有效降低管材P110在含硫油气井服役工况中存在力学性能不确定性以及应力腐蚀开裂的风险,采用慢应变速率拉伸试验(SSRT)方法,实验研究表面电镀Ni-W前后套管钢P110在NACE TM 0177标准A溶液、油田模拟地层水2种环境中的应力腐蚀行为特性,分析测试了管材强度、塑性以及应变能的变化规律。结果表明:慢速率应变拉伸动载条件下P110套管钢在含H_(2)S液相腐蚀介质中的环境开裂敏感性及损伤行为显著,强度及变形能力均低于室温拉伸实验且发生脆性断裂;表面电镀Ni-W合金并进行热处理后,可有效抑制P110套管钢的强度损伤,屈服强度降低幅度仅为1.00%~2.25%,断后延伸率、应变能降低幅度显著减小,且断裂方式恢复为韧性断裂。建议管材服役于含硫且承受高水平外载荷的油气井工况时,适当提升安全系数或降低管柱承受载荷大小,同时表面采用Ni-W合金镀层防护措施,综合降低管材环境开裂敏感性及其脆性断裂的风险。