渤海某油田油套管防腐选材及服役寿命预测

为加强保障海上油气井安全生产,有效应对井下油套管腐蚀问题,以渤海C油田某生产井为例,基于Q/HS 14015—2018标准,建立沿井深的选材图版,提出初步待选材质;然后,结合室内腐蚀实验和微观表征手段进一步研究其腐蚀机理,并基于API TR 5C3标准校核所选管材的剩余强度以及预测其服役寿命。研究结果表明:环境介质中主要腐蚀物质为O_(2)、Cl^(-);无论是液相环境还是气相环境,管柱点蚀速率远大于管柱均匀腐蚀速率,液相环境中不同材质的点蚀速率由大到小为碳钢>3Cr>9Cr>13Cr;由于油田要求油管至少安全服役5 a,套管至少安全服役25 a,C油田油管可以选用3Cr,可以保障油管9 a安全服役,95/8″套管采用9Cr材质时,可以安全服役25 a,而7″套管至少采用13Cr,才能满足25 a的安全服役要求。研究结果可为后续区块开发设计提供管柱防腐选材参考。

南海某油田CO2回注井防腐选材实验

目的开展腐蚀选材实验,确定经济合理的井下油套管材质。方法分别模拟回注气层(114℃、CO2分压为24.89 MPa、凝析水Cl^–质量浓度为1000 mg/L)、回注水层(117℃、CO2分压为28.39 MPa、凝析水Cl-质量浓度为20000mg/L)工况,利用高温高压釜开展室内模拟腐蚀实验,评价3Cr、13Cr、超级13Cr和22Cr双相不锈钢材质。结果3Cr出现严重的均匀腐蚀及点蚀,最大均匀腐蚀速率出现在回注水层工况,达1.0973 mm/a;最大点蚀速率出现在回注水层工况,达0.4241 mm/a。13Cr均匀腐蚀速率较低,最高腐蚀速率为回注气层工况,达0.0274 mm/a;在回注水层工况条件下,点蚀速率较高,为0.3833 mm/a。S13Cr均匀腐蚀速率较低,回注气层工况腐蚀速率最高,达0.0113 mm/a,无点蚀。22Cr均匀腐蚀速率较低,为0.0011mm/a,无点蚀。整体规律为回注水层条件下的腐蚀速率大于回注气层,主要腐蚀产物为FeCO3,对13Cr以上管材,主要腐蚀形式为点蚀。结论对CO2回注深井,应尽量选取气层回注。在CO2分压为24.89MPa、地层温度为117℃、地层水Cl^–质量浓度为20000mg/L条件下,推荐选用超级13Cr为回注井管材。

文昌10-3气田超临界CO_2腐蚀与油套管防腐选材研究

在模拟文昌10-3气田超临界CO_2腐蚀环境下,采用高温高压反应釜研究了碳钢、普通马氏体不锈钢和超级马氏体不锈钢的腐蚀行为,借助扫描电子显微镜分析了以上材质的抗点蚀特性。结果表明:在超临界CO_2腐蚀环境中,碳钢无法满足要求;在连续的CO_2相中,普通马氏体不锈钢VM13Cr会发生点蚀;在连续的水相中,超级马氏体不锈钢HP2-13Cr表现出了较好的耐点蚀性能。同时,为文昌10-3气田井下管柱设计了防腐材质。

文昌9-2气田套管CO_2防腐选材优化设计

文昌9-2气田开发层的CO_2分压高达3.56MPa,井底温度高达165℃。本文采用高温高压动态腐蚀模拟实验研究了不同材质:3Cr、13Cr和超级13Cr套管材质在该环境的腐蚀特征,结果表明,低Cr钢腐蚀速率高,产物膜保护性差,无法满足要求;普通13Cr材质在温度低于140℃时表现为均匀腐蚀,而当温度达到160℃时,表现出了严重的局部腐蚀;超级13Cr材质在所有测试中均表现为均匀腐蚀。综合材质的腐蚀特征、井筒温度和CO_2分压,为文昌9-2气田推荐了混合管材的防腐方案。

湿H_(2)S环境下某气田高压压缩机橇选材设计

对于气田平台上的压缩机橇来说,CO_(2)和湿H_(2)S腐蚀会造成管道损坏,尤其湿H_(2)S的存在会引发氢致开裂(HIC)和硫化物应力腐蚀开裂(SCC)更会在短时间内造成难以弥补的损坏,且由于每级压缩伴随着温度、压力等的变化,使得防腐与选材成为压缩机管线一个比较重要的课题。从腐蚀计算出发,参考标准,综合考虑成本、力学及变化的环境等因素,通过ECE模型计算得到碳钢的腐蚀速率。从设计寿命出发,综合腐蚀裕量和经济及力学因素,从选材原则到选材方案解决某气田压缩机橇管道设计选材问题,旨为海油平台管道防腐与选材提供一定的借鉴与指导。

海洋环境水下采油树腐蚀与防护研究进展

根据国内外水下采油树腐蚀防护技术现状,从采油树腐蚀环境、材料选择、阴极保护及涂层防护方面系统地探究了水下采油树的腐蚀防护技术,对各种技术的优缺点进行了比较分析。材料选择方面,主要对采油树的服役环境、服役要求及材料性能等进行了探究,并对常见水下采油树的材料316L、25Cr7Ni4Mo型双相不锈钢、30CrMo钢及Inconel 625等进行了分析总结。阴极保护方面,主要探究了牺牲阳极在采油树腐蚀与防护方面的应用。涂层防护方面,主要对国内外水下采油树重防腐涂层现状、标准及种类进行了综述分析。腐蚀失效方面,对其失效原因及失效分析原则和程序进行了探究。最后,就采油树的腐蚀防护材料选择、阴极保护、涂层防护及腐蚀失效方面的发展进行了展望。