寶鋼_抗CO2腐蝕油套管技術(shù)0807

1、匯報(bào)內(nèi)容匯報(bào)內(nèi)容油井管油井管COCO2 2腐蝕特征腐蝕特征3Cr3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管 選選 材材 建建 議議抗抗CO2腐蝕油腐蝕油套管套管石油管石油管的腐蝕的腐蝕類型類型H2S腐蝕腐蝕CO2腐蝕腐蝕H2S+CO2腐蝕腐蝕ClCl- -作為腐蝕催化劑加速材料的腐蝕！作為腐蝕催化劑加速材料的腐蝕！按井下腐蝕介質(zhì)的不同：按井下腐蝕介質(zhì)的不同：石油管的腐蝕類型石油管的腐蝕類型 COCO2 2腐蝕是一種典型的電化學(xué)腐蝕。腐蝕是一種典型的電化學(xué)腐蝕。 COCO2 2腐蝕類型主要表現(xiàn)為腐蝕類型主要表現(xiàn)為以點(diǎn)蝕、蘚狀腐蝕、臺(tái)地狀以點(diǎn)蝕、蘚狀腐蝕、臺(tái)地狀腐蝕為主的局部腐蝕特征，腐蝕為主的局部腐蝕特

2、征，且腐蝕速率很高。且腐蝕速率很高。 導(dǎo)致油套管產(chǎn)生腐蝕的主要原因是油田拌生氣中高的導(dǎo)致油套管產(chǎn)生腐蝕的主要原因是油田拌生氣中高的COCO2 2含量、油中高的含量、油中高的ClCl- -、產(chǎn)出水量及其中高的、產(chǎn)出水量及其中高的Cl- ，鐵離，鐵離子含量、低子含量、低pHpH值及井中高溫、高壓和流體沖刷形成的強(qiáng)值及井中高溫、高壓和流體沖刷形成的強(qiáng)腐蝕環(huán)境。腐蝕環(huán)境。衡量管材衡量管材CO2腐蝕行為應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其局部腐蝕特征腐蝕行為應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其局部腐蝕特征1. CO2腐蝕特征腐蝕特征油套管油套管CO2腐蝕失效形貌腐蝕失效形貌1. CO2腐蝕特征腐蝕特征2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管目前目前國

3、際國際上抗上抗COCO2 2腐蝕油套管成熟產(chǎn)品主要為腐蝕油套管成熟產(chǎn)品主要為13Cr13Cr馬氏體馬氏體 不銹不銹鋼、鋼、22-25Cr22-25Cr雙相不銹鋼等高合金品種，雙相不銹鋼等高合金品種，沒有沒有3Cr3Cr等中合金系列等中合金系列油油套管品種的應(yīng)用報(bào)道套管品種的應(yīng)用報(bào)道寶鋼寶鋼從從9999年始率先在國內(nèi)開展經(jīng)濟(jì)型抗年始率先在國內(nèi)開展經(jīng)濟(jì)型抗COCO2 2腐蝕油套管研究，在腐蝕油套管研究，在國內(nèi)首次對(duì)油井管失效機(jī)理進(jìn)行了全面系統(tǒng)研究并結(jié)合不同油氣國內(nèi)首次對(duì)油井管失效機(jī)理進(jìn)行了全面系統(tǒng)研究并結(jié)合不同油氣田井礦腐蝕環(huán)境變化，田井礦腐蝕環(huán)境變化，自主開發(fā)出具有寶鋼自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的自主開發(fā)出具

4、有寶鋼自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3Cr3Cr系系列不同鋼級(jí)牌號(hào)抗列不同鋼級(jí)牌號(hào)抗COCO2 2腐蝕油套管。腐蝕油套管。 廠家廠家產(chǎn)品類型產(chǎn)品類型鋼級(jí)牌號(hào)鋼級(jí)牌號(hào)抗抗COCO2 2腐蝕性能腐蝕性能抗抗H H2 2S S應(yīng)力腐蝕性能應(yīng)力腐蝕性能(NACE TM 0177-2005)(NACE TM 0177-2005)寶鋼寶鋼3Cr3Cr抗抗COCO2 2腐蝕油套管腐蝕油套管BG80-3CrBG80-3CrBG90-3CrBG90-3CrBG95-3CrBG95-3CrBG110-3CrBG110-3Cr腐蝕性能與常規(guī)油套管腐蝕性能與常規(guī)油套管相比提高相比提高3 3倍以上倍以上 3Cr3Cr抗抗COCO2 2

5、H H2 2S S腐蝕油套管腐蝕油套管 BG80S-3Cr BG80S-3Cr BG90S-3CrBG90S-3Cr方法方法A A：加載：加載9090SMYSSMYS經(jīng)經(jīng)720720小時(shí)不斷裂。小時(shí)不斷裂。 BG95S-3CrBG95S-3Cr方法方法A A：加載：加載8080 SMYSSMYS經(jīng)經(jīng)720720小時(shí)不斷裂。小時(shí)不斷裂。 天津大天津大無縫無縫3Cr3Cr抗抗COCO2 2腐蝕油套管腐蝕油套管TP110-3CrTP110-3Cr腐蝕性能與常規(guī)油套管腐蝕性能與常規(guī)油套管相比提高相比提高1 1倍以上倍以上不具備抗硫能力不具備抗硫能力國外國外迄今為止沒有迄今為止沒有3Cr3Cr產(chǎn)品產(chǎn)品寶

6、鋼寶鋼3Cr3Cr產(chǎn)品鋼級(jí)牌號(hào)齊全，涵蓋產(chǎn)品鋼級(jí)牌號(hào)齊全，涵蓋API 5CT 80API 5CT 80 110110鋼級(jí)牌號(hào)，鋼級(jí)牌號(hào)，分別開發(fā)出抗分別開發(fā)出抗COCO2 2、抗、抗COCO2 2H H2 2S S腐蝕等兩個(gè)系列共腐蝕等兩個(gè)系列共7 7個(gè)品種。個(gè)品種。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管產(chǎn)品的抗產(chǎn)品的抗CO2腐蝕性能腐蝕性能腐蝕腐蝕評(píng)價(jià)試驗(yàn)僅僅模試驗(yàn)僅僅模擬井礦介質(zhì)中水的組擬井礦介質(zhì)中水的組成、壓力、流速，試成、壓力、流速，試驗(yàn)時(shí)液體為驗(yàn)時(shí)液體為100100的的水介質(zhì)，而油套管實(shí)水介質(zhì)，而油套管實(shí)際使用環(huán)境為油、氣、際使用環(huán)境為油、氣、水的混合體，實(shí)際腐水的混合體，實(shí)際腐蝕

7、速率會(huì)大大降低。蝕速率會(huì)大大降低。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：6060，1.5m/s1.5m/s，1.5MPa1.5MPa，10d10d試驗(yàn)介質(zhì)：（試驗(yàn)介質(zhì)：（ClCl：20000 mg/L20000 mg/L、 SOSO4 42 2：2000 mg/L2000 mg/L、 HCOHCO3 3：1000mg/L1000mg/L、 COCO3 32 2：50mg/L50mg/L、其余為、其余為NaNa+ +K+K+ +）試驗(yàn)條件：試驗(yàn)條件：9090，1.5m/s1.5m/s，1.5MPa1.5MPa，10d10d試驗(yàn)介質(zhì)：（試驗(yàn)介質(zhì)：（ClCl：20000 mg/

8、L20000 mg/L、 SOSO4 42 2：2000 mg/L2000 mg/L、 HCOHCO3 3：1000mg/L1000mg/L、 COCO3 32 2：50mg/L50mg/L、其余為、其余為NaNa+ +K+K+ +）2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管寶鋼寶鋼3Cr3Cr產(chǎn)品經(jīng)過模擬腐蝕后，沒有產(chǎn)生局部腐蝕產(chǎn)品經(jīng)過模擬腐蝕后，沒有產(chǎn)生局部腐蝕CrFeO其他1Cr內(nèi)層4.6330.8155.768.8中間層10.5624.5354.6010.31表層12.8820.0161.785.333Cr內(nèi)層5.4938.7242.5413.25中間層13.836.4366.4813.

9、26表層29.224.8559.596.343Cr3Cr管經(jīng)熱處理和腐蝕后，表面管經(jīng)熱處理和腐蝕后，表面CrCr、NiNi、CuCu等耐蝕元等耐蝕元素發(fā)生明顯富集，素發(fā)生明顯富集，其中其中CrCr富集量高達(dá)富集量高達(dá)2020以上以上。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管3Cr3Cr抗腐蝕管表面腐蝕產(chǎn)物膜的元素分布抗腐蝕管表面腐蝕產(chǎn)物膜的元素分布國家酸性腐蝕檢測中心國家酸性腐蝕檢測中心“四川石油設(shè)計(jì)院四川石油設(shè)計(jì)院”完成完成BG80S-3CrBG80S-3Cr、BG95SBG95S3Cr3Cr管的管的H H2 2S S應(yīng)力腐蝕性能檢應(yīng)力腐蝕性能檢驗(yàn)和評(píng)估驗(yàn)和評(píng)估( (報(bào)告號(hào)：報(bào)告號(hào)：2002

10、10-399200210-399、200510-200510-712) 712) ，產(chǎn)品完全達(dá)到抗，產(chǎn)品完全達(dá)到抗硫管性能要求。硫管性能要求。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管3Cr3Cr管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果3Cr3Cr管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果西安管材所西安管材所完成完成3Cr3Cr系列產(chǎn)品系列產(chǎn)品COCO2 2腐蝕性能評(píng)估，評(píng)估表明：腐蝕性能評(píng)估，評(píng)估表明：3Cr3Cr管管的的抗抗COCO2 2腐蝕性能和常規(guī)腐蝕性能和常規(guī)N80N80、P110P110等產(chǎn)品相比提高等產(chǎn)品相比提高3 3倍以上倍以上。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管西安管材所西安管材所

11、對(duì)對(duì)7 7吋吋BG110-3CrBG110-3Cr管進(jìn)行過管進(jìn)行過全面評(píng)估，具體包括全面評(píng)估，具體包括螺紋參數(shù)、化學(xué)成分、螺紋參數(shù)、化學(xué)成分、拉伸性能、沖擊、上拉伸性能、沖擊、上卸扣、連接強(qiáng)度、抗卸扣、連接強(qiáng)度、抗擠毀強(qiáng)度等，評(píng)估結(jié)擠毀強(qiáng)度等，評(píng)估結(jié)果全部滿足果全部滿足API 5CTAPI 5CT、API Bull 5C2API Bull 5C2等要求。等要求。2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管3Cr3Cr管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果管權(quán)威機(jī)構(gòu)評(píng)估結(jié)果牌號(hào)牌號(hào)所屬油田所屬油田井礦條件井礦條件開始使用開始使用BG80-3Cr江漢油田江漢油田潛深潛深10： Cl為為15, PCO2=1.0Mpa，礦化

12、度，礦化度20萬萬mg/L,井深井深2225米；米； 2003.9中石化華東油田中石化華東油田注注CO2井，井， CO2分壓分壓2Mpa，井深，井深3200米，礦米，礦化度化度10000mg/L。2005.01中石化東北局中石化東北局開采開采CO2氣井，氣井，CO2分壓分壓5.5Mpa.2005.06東南亞油氣田東南亞油氣田CO2分壓分壓3Mpa，礦化度，礦化度20000mg/L.2006.05BG80S-3CrBG95S-3Cr中石化西南局中石化西南局CX566井井: PCO21Mpa, PH2S0.09Mpa,井深井深4750米米, 礦化度礦化度440mg/L,井底井底1222005.1B

13、G90S-3Cr塔里木油田塔里木油田PCO22Mpa, PH2S0.10Mpa,井深井深4000，礦化，礦化度度20000mg/L2007.4BG110-3Cr塔里木油田塔里木油田礦化度礦化度20000mg/L, PCO21Mpa ,深深4470米米2005.12大慶油田大慶油田礦化度礦化度13000mg/L， PCO22Mpa,井深井深4000米，米，井底溫度井底溫度130 2006.02中石化西北局中石化西北局不詳不詳2004.122. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管3Cr3Cr抗腐蝕油套管在典型井礦應(yīng)用實(shí)績抗腐蝕油套管在典型井礦應(yīng)用實(shí)績2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管用戶使用

14、報(bào)告用戶使用報(bào)告2. 3Cr系列腐蝕油套管系列腐蝕油套管用戶使用報(bào)告用戶使用報(bào)告四四. .選材建議選材建議油井管的選擇應(yīng)結(jié)合油氣井實(shí)際工油井管的選擇應(yīng)結(jié)合油氣井實(shí)際工礦條件特別是井礦的礦化度、溫度、礦條件特別是井礦的礦化度、溫度、分壓、流速、分壓、流速、COCO2 2、H H2 2S S、ClCl- -等腐蝕等腐蝕氣體含量等綜合因素考慮。氣體含量等綜合因素考慮。防防CO2 CO2 材料選擇材料選擇產(chǎn)品類型牌號(hào)適用的工況環(huán)境3Cr抗CO2腐蝕油套管BG(80-125)-3Cr適用于中等CO2含量以下井況，具體選材視井況壽命、開采成本而定；3Cr抗CO2+H2S腐蝕油套管BG(80-95)S-3C

15、r適用CO2、H2S同時(shí)存在井礦，CO2含量中等以下，具備常規(guī)抗硫管能力。13Cr系列油套管L80-13Cr適合任意CO2分壓，井底溫度小于150BG13Cr110適用任意CO2分壓，井底溫度小于170BG13Cr110U適用任意CO2分壓，井底溫度小于180 BG13Cr110S適用于任意CO2分壓，微量H2S( 0.01Mpa)井礦鎳基合金油套管B2830-110B2250-110適用于高含CO2、H2S、Cl-等綜合腐蝕井況，具體參照ISO 15156標(biāo)準(zhǔn)選材 1010-2-21010-5-51010-5-51010-2-210102 2COCO2 2分壓分壓 (MPa)(MPa)H H2 2S S分壓分壓 (MPa)(