CO2驱采油井中D级抽油杆的腐蚀特征
2014-03-18刘建新张瑞霞杨洁王卫明中石化胜利油田分公司采油工艺研究院山东东营257000
刘建新,张瑞霞,杨洁,王卫明 (中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,山东 东营257000)
刘东清 (中石化胜利油田分公司海洋钻井公司,山东 东营257000)
CO2溶于水后能产生严重的局部腐蚀,腐蚀速度可超过10mm/a[1]。随着CO2驱开发区块的日益增多,CO2腐蚀成为影响抽油杆寿命的重要因素。严重的腐蚀使抽油杆有效截面积变小,腐蚀坑处产生应力集中[2,3],易导致抽油杆断脱,降低杆柱使用寿命,增加作业成本,影响油田生产。现有的CO2腐蚀研究主要集中在油套管钢方面,对抽油杆的研究很少[4~6]。为此,用反应釜模拟CO2驱生产井高温高压油、气、水三相环境,开展了D级抽油杆的CO2腐蚀研究,为油田CO2驱开发过程中抽油杆的使用与腐蚀控制提供了参考依据。
1 试验
试验材料取自现场使用的D级抽油杆 (25CrMnVA),对材料进行成分和金相组织分析,其中C、Si、Mn、P、S、Cr、Ni、Cu和V的质量分数分别为:0.24%、0.28%、0.95%、0.015%、0.005%、0.93%、0.009%、0.008%和0.072%。25CrMnVA显微组织为回火索氏体,由于添加了能够细化晶粒的微量元素V等,所以晶粒更为细小。试样加工成1/6环状试样,规格Ø76mmר68mm×12mm,表面用砂纸逐级打磨至800#,用无水乙醇清洗,丙酮除油,干燥。
试验用水为模拟高89区块典型油井的采出水,总矿化度69369.16mg/L,其中K++Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-、、的质量浓度分别是17232.75、7690.35、911.63、41387.88、945.81、1200.75mg/L。试验用原油为现场采出原油,原油性质见表1。

表1 高89区块产出原油性质
用高温高压磁力驱动反应釜模拟井筒环境,开展CO2腐蚀挂片试验。用电子天平测量3个平行试样的腐蚀失重,计算平均腐蚀速率。另一个平行试样用扫描电镜 (SEM)观察腐蚀后的表面形貌,利用X射线衍射 (XRD)对腐蚀产物膜的相结构进行定性分析。……
