APIL80套管的膨胀性能试验研究

可膨胀管膨胀性能的好坏是决定膨胀作业能否成功的关键。以APIL80套管为研究对象,进行了套管径向膨胀20.5%和25.5%的膨胀试验,对套管膨胀前后的几何精度和力学性能变化进行了对比研究。试验研究结果表明,膨胀改变了套管的力学性能,使其强度和硬度增加,而塑性降低,但套管在膨胀后仍具有较大的塑性变形空间,在膨胀后的使用中不会出现脆性开裂,同时表明套管膨胀后的相关指标满足API标准,说明L80套管是适合于膨胀的。膨胀试验研究对于可膨胀管的研究开发及制造具有重要指导意义。

L80抗硫化氢腐蚀石油套管25CrMo钢的开发

采用EAF-LF-VD-CC工艺纯净钢生产技术,在Cr-Mo钢的成分基础上添加Ni、Ti元素,设计开发了一种抗硫化氢腐蚀石油套管用25Cr Mo钢。统计分析结果表明:25CrMo钢的实物质量良好,具有纯净度高、有害元素含量少、晶粒细小、组织均匀、表面质量优良等优点;其抗硫化氢腐蚀性能优异,适用于PH2S∧100 kPa的腐蚀环境;制得L80抗硫化氢腐蚀石油套管的力学性能满足客户要求。

中东某代表性油田L80-1套管材料的腐蚀行为及腐蚀图版初步研究

为了给中东某代表性油田服役套管材料的选择提供依据,采用浸泡失重试验、正交试验、SEM、XRD等研究了该油田环境中不同CO_(2)分压、H_(2)S分压、含水率、浸泡时间等因素对L80-1套管材料腐蚀行为的影响。结果表明:在试验测试参数范围内,对L80-1钢的腐蚀速率影响程度最大的是含水率,其次是CO_(2)分压,然后是H_(2)S分压、温度,影响最小的是Cl^(-)浓度。随着浸泡时间的延长,L80-1钢的腐蚀速率越来越小,膜层越来越致密平整。随着CO_(2)分压的增加,L80-1钢的腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势,在2.00 MPa时达到最大值。随着H_(2)S分压的增加,L80-1钢的腐蚀速率不断增加。L80-1钢在开采前期腐蚀轻微,但一旦产出液中含水率超过30%,其腐蚀速率将迅速升高,因此开采中后期须采取防腐措施。基于腐蚀行为研究的基础数据,绘制了几种套管钢的CO_(2)-H_(2)S腐蚀图版。腐蚀图版表明在中东典型油田腐蚀环境中,L80-1钢可用范围有限,对于油田的长期安全开采,L80-3Cr钢可能是综合耐蚀性能和经济性的较好选择。

L80油管钢实际腐蚀状况评估及室内电化学和应力腐蚀研究

重点关注了吉林油田中更换的L80油套管的腐蚀行为,通过SEM和体式显微镜对其表面形貌和腐蚀产物进行了分析,同时采用电化学测试和慢应变速率拉伸实验对模拟油井采出液环境中试样的电化学性能和应力腐蚀开裂风险进行了评估。结果表明,在吉林油田服役一段时间后,L80套管钢的外壁腐蚀比较轻微,主要以均匀腐蚀为主,仅有少量的腐蚀产物在表面附着;而L80套管的内壁腐蚀程度相对严重,有一层致密的腐蚀产物覆盖在基体表面,且在产物膜下出现了一定程度的局部腐蚀和点蚀坑,伴随着一些细小的微裂纹。室内研究表明,服役环境中的水分增加、CO2和H2S的产生均能加速其电化学过程,从而加速L80钢在油田采出液中的腐蚀。然而,这些因素对其应力腐蚀敏感性影响较小。L80钢在模拟油田采出水环境中具有较好的耐应力腐蚀开裂性能,说明其作为油井中的油套管材料具有较小的应力腐蚀开裂风险。