O2+H2S工况下抗硫油套管抗硫化物应力腐蚀开裂研究
2021-02-15齐亚猛郭金宝
石油管材与仪器 2021年6期
齐亚猛,郭金宝
(宝山钢铁股份有限公司 上海 201900)
0 引 言
随着油气开采不断进行,当地层供给的能量不足以把原油从井底举升到地面时, 油井就停止自喷。为了提高采收率,油气田采用气举工艺作业人为地把气体(天然气/空气/氮气/二氧化碳)压入井底, 使原油喷出地面[1-4]。
随着气举作业不断深入,许多气举井管柱出现断裂失效问题。某气田气举管柱断裂井占总气举井接近15%,该区块工况含一定量H2S,油管采用抗硫管C110,正常情况下含硫油气井采用抗硫管是比较合适的选择,并不会出现H2S导致的开裂。通过对注入气进行分析已经发现注入气含有O2。H2S工况下抗硫管的SSC性能已经做了大量研究[5-8],但O2+H2S共存环境下抗硫管的SSC性能鲜有研究。因此,本文系统研究了O2+H2S工况下抗硫油套管抗硫化物应力腐蚀开裂性能,探讨O2对H2S工况下油套管抗硫性能的影响,为油气田开展气举工艺作业提供技术支撑。
1 试 验
1.1 试验材料
试验材质选用80SS、90SS和110SS抗硫油套管,化学成分见表1。恒载荷试样取自对应油管,沿着轧制方向进行截取,试样图示如图1所示。试样用600#砂纸加工及表面抛光,测量试样测试段直径,每组试验采用3个平行试样,试验前用丙酮除油,然后用无水乙醇脱水后冷风吹干待用。

表1 80SS、90SS和110SS抗硫油套管化学成分(质量分数) %

图1 恒载荷试样图示
1.2 试验方法
恒载荷试验在O2/H2S腐蚀装置进行,腐蚀装置如图2所示。O2和H2S流量通过流量计控制。试验条件见表2,溶液为4.94 g/L NaCl,使用盐酸调整pH。试验结束后测量溶液pH,采用扫描电镜对腐蚀产物和断口进行表面微观形貌分析。……
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