油气井管柱完整性技术研究进展与展望

在回顾油气井管柱完整性概念的提出与发展历程的基础上,介绍了我国在钻柱构件适用性评价、"三超"(超深、超高温、超高压)气井油套管柱可靠性设计与完整性评价、"三超"气井油管腐蚀行为与评价、热采井基于应变设计与选材评价技术等方面的最新研究进展及其应用情况。指出现有油气井管材与管柱技术仍不能满足"三超"、严重腐蚀、非常规、特殊工艺和特殊结构井等服役环境,进而提出了进一步加强油气井管柱完整性技术研究与科技攻关的建议:1持续完善和发展中国西部深层油气勘探开发套管柱优化设计与管材选用及完整性评价技术;2急需建立有针对性的非常规页岩气开发套管柱优化设计、选材及完整性评价技术;3建立"三超"高含CO2气井环境及压裂酸化工况复杂油管优化设计、选材选型、完整性评价技术;4深入研究含缺陷油气井管柱缺陷检测、安全评价、风险评估、寿命预测、维修补强等关键技术;5建立油气井管柱完整性管理体系和配套的支撑技术体系。     

油管道改气管道材料适用性评价

测试分析了克乌（克拉玛依－乌鲁木齐）复线５２９ｍｍ×７（８）ｍｍ管道材料化学成分、拉伸性能、夏比冲击韧性、金相组织和硬度等理化性能，评价了该管道由输油改输气后管材本身的适用性，包括材料抗脆断能力和延性断裂止裂能力评价及酸性气体环境下的应力腐蚀敏感性和氢致开裂敏感性分析。结果表明，若能严格控制气质条件，加强对天然气的脱硫、脱水，使进气质量达到ＳＹＪ—７５１４—８８中Ａ类Ⅱ级要求，克乌复线５２９ｍｍ×７（８）ｍｍ管道可以用来输送天然气     

模拟油气田环境下抗硫管的腐蚀行为对比

为了对比国产和进口抗硫管在模拟工况低H2S含量环境下的腐蚀性能及抗开裂敏感性,采用高温高压失重法和应力腐蚀开裂四点弯曲加载法,并结合扫描电镜、能谱以及X射线衍射分析技术对80钢级国产钢管、80钢级进口钢管和95钢级进口钢管进行了试验研究,从而为油气田实际选材提供理论依据.结果表明:在低温低H2S分压环境下,材料成分中铬...     

应力环与慢拉伸加载喷丸强化X80钢的SCC行为

采用应力环静态拉伸和慢应变速率拉伸(SSRT)加载方法,对比研究了喷丸强化对X80管线钢应力腐蚀开裂(SCC)行为的影响,并分析了喷丸强化对SCC行为影响与加载试验方法的内在联系。研究结果表明:由于残余压应力和表层组织细化的作用,喷丸强化能明显提高静态拉伸弹性变形条件下X80钢的抗SCC能力。然而,在慢应变速率拉伸SCC试验条件下,喷丸强化X80钢的SCC敏感性反而高于未处理试样,其原因主要是当加载应力超过屈服强度后喷丸强化X80钢表面的残余压应力严重松弛,而表面加工硬化和粗糙度增加则增强了基材的SCC敏感性。因此,SSRT加速试验方法不适合评价针对工程实际的喷丸处理试件的SCC敏感行为。     

牙哈YH301井油管腐蚀失效研究

通过理化性能检测评价和采用扫描电镜微观分析方法,对YH301天然气井油管公螺纹根部产生的腐蚀穿孔、公螺纹根部外表面产生的周向环状腐蚀沟槽和油管内外表面产生浅白色结垢层进行分析研究.结果表明,该油管的材质符合API相关标准;腐蚀穿孔首先是点状机械损伤,而后是由外向里引起的严重的局部腐蚀;周向环状腐蚀沟槽是接箍处缝隙腐蚀引起的;油管内的严重结垢是腐蚀穿孔后环空液进入油管内与气相中CO2作用所形成的;油管外表面的结垢是管内部分气相窜入管外与环空液作用所形成的;管体产生的腐蚀产物主要是FeCO2和Fe3O4.     

有机盐钻井完井液对套管油管钢腐蚀速率的影响

模拟油气田腐蚀环境,利用高温高压釜,采用SEM和EDS技术,辅以失重法,考察了常用套管油管钢P110、N80、HP13Cr以及超深井用套管钢VM140在有机盐钻井完井液中的腐蚀行为.结果表明,HP13Cr钢几乎不腐蚀,P110和VM140钢为轻度腐蚀.N80钢为中度腐蚀,随着腐蚀天数的增加,HP13Cr、N80和VM140钢的腐蚀速率都随之增大,只是HP13Cr和VM140钢的腐蚀速率增大不明显,P110钢的腐蚀速率却随之减小.     

油管Ni—P镀层腐蚀行为研究

用SEM、XRD和阻抗谱技术研究油管Ni—P镀层的形貌、成分和腐蚀行为。形貌观察、EDS与XRD分析结果表明，Ni—P镀层沉积致密，为非晶态物质，厚度为18．596μm；阻抗谱测量结果表明，Ni—P镀层的腐蚀行为主要为坑蚀破坏，可分为腐蚀初期、坑蚀发展和坑蚀深入三个阶段。     

CO_2腐蚀产物膜形态结构与温度和压力的关系

在高温高压静态釜中对3种油套钢N80、P110和J55的CO2腐蚀进行了模拟腐蚀试验。 结果显示,在试验条件下,3种材料腐蚀产物膜的断面形貌显示出双层结构,表层是晶体规整的 结晶状态,表层与基体之间为类似泥浆状的固体薄层;3种材料在模拟采出液中腐蚀产物膜的厚 度和晶粒大小随着温度的变化情形大致相似,在120℃时均达到了最大,而极小值并不相同;膜 厚和晶粒大小的极大值或极小值所对应的温度3种材料均相同;3种材料的腐蚀产物膜厚度或表 面晶粒大小随CO2分压变化规律大致相近,在CO2分压为6.89MPa时,均达到最大,在超临界 压力以上急剧减小,其间出现了2峰1谷,在峰值或低谷处3种材料存在异同;90℃时CO2分压 在超临界状态下3种材料腐蚀产物膜的厚度和晶粒大小均较小。     

P110钢在有机盐完井液中的腐蚀行为

模拟油田腐蚀环境考察了有机盐完井液密度、温度、CO2分压、pH值等对P110钢腐蚀行为的影响。结果表明：随完井液密度的增加，P110钢平均腐蚀速率逐渐降低，密度越高，腐蚀产物膜的晶粒越均匀、细小、晶粒间堆积越致密，利于阻止腐蚀介质的侵入；温度越高，腐蚀越严重，低温时试片表面光亮，高温时存在点蚀坑较多的局部腐蚀；随CO2分压增加，平均腐蚀速率先是升高然后降低，在2．0MPa时出现最大值；随pH值增加，P110钢腐蚀速率逐渐下降。认为P110钢在高温（120℃）或低密度（1．05g／cm^3）下存在严重的局部腐蚀，应考虑防腐。     

化学镀高磷Ni—P合金的研究

选取对溶液和镀层性能有较大影响的配位剂、促进荆及pH值等五因素,设计116(45)正交试验法,研究其对镀层性能的交互作用,并优化验证工艺配方,优选一种低孔隙率的化学镀高磷Ni-P工艺.