某井油管腐蚀原因分析

对某井油管检查发现,管体内外壁均有不同程度的腐蚀,但是在某些井段腐蚀最严重。对油管管体的化学成分分析、金相显微组织检测和SEM,EDS及XRD的分析结果表明:管体具有正常的化学成分和金相组织,腐蚀坑底部有大量的腐蚀产物堆积,Cl-在腐蚀产物层下富集。油管内壁产物为FeCO3,MgFe(CO3)2,FeO(OH),Mg3Ca(CO3)4和Fe3O4,外壁产物主要有FeCO3,MgFe(CO3)2,CaCO3和FeO(OH)。表明该井油管内壁腐蚀原因为CO2腐蚀,内壁腐蚀穿孔后,腐蚀性的介质和气体由此进入套管和油管的环空造成油管外壁CO2腐蚀。井深3279m处油管处于CO2腐蚀速率最大的温度区间,腐蚀最严重。Cl-的富集是诱发局部腐蚀的主要原因。     

某注水井P110油管外腐蚀穿孔原因分析

通过对注水井腐蚀穿孔油管进行宏观形貌、材质性能及腐蚀产物成分的分析,结合服役工况调研和油管中性点计算,对注水井P110油管外腐蚀穿孔原因进行了探讨.研究结果表明:全井深油管仅腐蚀穿孔P110油管出现明显局部腐蚀,且失效油管腐蚀形貌呈"溃疡状",同时该失效油管位于中性点以下,处于正弦屈曲状态;穿孔油管材质性能符合标准API SPEC 5CT-2011对P110钢的要求,油管外壁腐蚀产物主要为FeOOH和CaCO3.因此,P110油管在屈曲状态下与套管接触形成缝隙,而后发生缝隙腐蚀失效.腐蚀类型为吸氧腐蚀,腐蚀主控因素为缝隙效应和溶解氧含量,腐蚀机理为闭塞电池的酸化自催化效应.     

油管钢在CO2/H2S介质中的腐蚀行为

采用高温高压釜试验,辅以失重法、X射线衍射、扫描电镜和电子能谱分析,对90 ℃时油管钢P110在模拟油井采出液中的CO2/H2S腐蚀行为进行了研究.结果表明,在本试验条件下,油管钢P110的腐蚀速率高达5.126 0 mm/a,腐蚀类型以H2S腐蚀(坑蚀)为主,腐蚀产物主要为硫化物.     

模拟下古气藏工况下抗硫油管钢的CO_2/H_2S腐蚀行为

为了更好地理解抗硫油管钢在含硫气田中的腐蚀行为和机理,利用高温高压反应釜装置,结合SEM和XRD分析方法,对N80S和P110S抗硫油钢管在模拟下古气藏环境中CO_2,H_2S共存时的腐蚀行为进行了研究,计算了不同CO_2和H_2S分压比时的腐蚀速率,分析了腐蚀产物特征和成分,探讨了其腐蚀机理。结果表明:2种抗硫油管钢随H_2S含量的增大,腐蚀速率先增大后减小;H_2S微量时抗硫油管钢表面形成了Fe CO3和Fe S等腐蚀物,未见明显的腐蚀坑,随H_2S含量的增大,表面的腐蚀产物为铁的硫化物且存在明显的局部腐蚀。     

CO2驱油井环境下N80钢与3Cr13钢的电偶腐蚀行为

N80钢与3Cr13钢常作为油管和水力锚等的材料使用,在CO₂驱油井环境中不可避免偶接使用易产生电偶腐蚀。为此,通过开展CO₂环境下N80钢和3Cr13钢的腐蚀速率试验和电偶腐蚀试验,明确了CO₂含量、温度、压力和矿化度等因素作用下2种钢的电偶腐蚀规律。结果表明：CO₂驱油井中2种钢产生电偶腐蚀,3Cr13钢为阴极,且不受电偶腐蚀影响,N80钢为阳极,电偶腐蚀速率增大;且N80钢的电偶腐蚀速率随CO₂含量、温度、压力和矿化度的增大而增大;电偶腐蚀敏感因子随CO₂含量和压力增大而减小,当CO₂含量达到20.0%时电偶腐蚀敏感因子为负值,随温度升高先减小后增大,随矿化度增加而增大,电偶腐蚀速率最大可高于常规腐蚀69%。     

P110油管腐蚀穿孔分析

通过化学成分分析、金相检验和腐蚀产物分析等方法对P110油管腐蚀穿孔的原因进行了分析。结果表明:CO2腐蚀是造成油管腐蚀穿孔失效的主要原因。     

P110油管腐蚀穿孔原因分析

某油井在起甩管柱作业过程中,P110油管因腐蚀穿孔发生断裂,严重影响施工作业。为了明确油管腐蚀穿孔的原因,分别对油管穿孔处的宏观形貌、化学成分及显微组织进行分析,并采用扫描电镜对穿孔处内外壁的形貌进行观察,利用能谱仪和X射线衍射仪分析内外壁腐蚀产物的主要元素成分。结果表明:在酸性高Cl-的腐蚀介质中,油管内壁涂层针孔处发生点蚀,导致油管穿孔,进而发生冲刷腐蚀,加快了油管腐蚀速率。     

L80油管螺纹接头腐蚀原因分析

某井L80油管下井投入使用仅6个月即发生螺纹接头腐蚀失效。采用宏观分析、金相分析、化学成分分析、腐蚀表面微观形貌及腐蚀产物分析等方法对现场发生腐蚀失效的管样进行了检验和分析;通过高温、高压工况模拟腐蚀试验,对油管材料的腐蚀行为进行了研究分析。结果表明:油管螺纹接头表面的腐蚀产物主要为FeCO3,腐蚀局部集中主要是由于油管在下井时,螺纹部位存在粘扣现象,从而导致螺纹接头的密封性能下降,高矿化度地层水及CO2等腐蚀介质渗入螺纹连接处,形成了缝隙腐蚀。     

海上W油田P110保温油管腐蚀行为的试验研究

目前对P110保温油管在高含CO2气体分压的井筒中的腐蚀情况研究较少;主要考虑CO2分压与温度影响,较少考虑腐蚀介质含水率的影响;腐蚀试验周期一般在120 h以内,较短的试验周期容易造成腐蚀速率测试结果偏高,且目前较少有P110钢腐蚀速率的预测模型.为此,模拟油田腐蚀环境,通过高温高压反应釜动态旋转挂片法进行腐蚀试验,借助SEM形貌观察及XRD物相分析等手段研究了温度、CO2分压、腐蚀介质流速、含水率等因素对P110保温油管腐蚀行为的影响.结果 表明:低温务件下腐蚀产物结构松散,容易脱落,对基体保护效果较差,以全面腐蚀为主;80℃时腐蚀产物膜较厚,含有较多的孔洞与缝隙,局部腐蚀作用明显;高温条件下产物膜由较规则的晶粒组成,致密均匀,对基体有较好的保护作用,为全面轻度腐蚀.腐蚀速率随温度升高先增加后减小,80℃时腐蚀速率出现极值4.73 mm/a;随CO2分压的升高呈线性关系增加;随着腐蚀介质流速的增加指数关系增大;随腐蚀介质含水率的升高呈平方关系增大.基于试验结果,建立了多因素腐蚀速率预测模型,可为工程上P110保温油管腐蚀速率预测提供参考.     

N80钢在中高温H2S环境中的腐蚀与缓蚀剂评价研究

海上热驱采油中发现伴生H2S,给生产油管带来了腐蚀和安全隐患,为了分析其腐蚀特点,以对其进行腐蚀防护,采用高压釜失重法和扫描电镜,研究了中高温含H2S油井采出水中N80钢的腐蚀行为,并探讨了流速和H2S分压的影响,进而筛选评价了适用的H2S缓蚀剂.结果 表明:在含H2S采出水中N80钢的腐蚀较为严重,80℃时的腐蚀速率最高;随着H2S分压的升高和流速的增大,其腐蚀速率迅速增大.腐蚀后钢表面均存在黑色的硫铁化物,表面产物较疏松、不完整.不同缓蚀剂加入均可抑制腐蚀,其中缓蚀剂CI-S-11的效果最好,其缓蚀率超过85％,可用于现场油管保护.     

大庆油田某井油管外壁腐蚀失效分析

通过对大庆油田某井中的已腐蚀油管和另一口井中的未腐蚀油管的外腐蚀形态、化学成分、金相组织等对比分析,发现两者无重大差别,属于同一类型且无夹杂物等严重缺陷;腐蚀管的附着物及形态分析发现主要存在两类腐蚀产物,外表面主要存在着高分子碳氢化合物及SiO2,靠近管体则存在者一些氧腐蚀产物,无CO2腐蚀环境中的特征产物存在;腐蚀电化学试验表明,这两个管样的腐蚀特性基本一致。因此可以判定该井使用的已腐蚀油管本身无严重组织缺陷,腐蚀特性与另一油井中的油管相同,油管外壁的腐蚀主要是由于发生了氧腐蚀。可以通过减少油套管环空中腐蚀介质的侵蚀性如加入缓蚀剂、降低氧含量等,或通过采用耐蚀油管来减轻和防止这种腐蚀。     

某注水井油管腐蚀穿孔失效分析

某注水井油管发生腐蚀穿孔失效。通过宏观观察、化学成分分析、金相检验、能谱分析、X射线衍射分析、力学性能测试、细菌培养试验等方法对油管腐蚀穿孔失效的原因进行了分析。结果表明:硫酸盐还原菌和腐生菌的存在使溶液中SO_4~(2-)被还原成H_2S,H_2S的存在引发了油管管壁的腐蚀,从而造成了油管腐蚀穿孔。油管的腐蚀类型为垢下微生物腐蚀。     

N80油管钢腐蚀产物膜的力学性能研究

研究了气体分压、温度和缓蚀剂等腐蚀环境因素对油管钢N80腐蚀产物膜的硬度和膜基结合强度的影响,探讨了产物膜硬度、膜基结合强度与腐蚀速率的相关性,发现油管钢平均腐蚀速率随腐蚀产物膜硬度增大或膜基结合强度的提高而降低,并建立了产物膜硬度、膜基结合强度与平均腐蚀速率间的定量关系.研究表明,要减缓基体的腐蚀速率,腐蚀产物膜的力学性能必须大于某临界值;添加适当的缓蚀剂可以提高腐蚀产物膜的力学性能,从而起到有效控制油管钢腐蚀的作用.     

控氧对注水井管柱腐蚀行为的影响

目前,对L80钢溶解氧腐蚀的研究非常少,对交互作用控氧的研究几乎未见报道。利用高温高压腐蚀模拟试验,分别研究了L80钢在控氧前(1.00mg/L)、控氧后(0.05mg/L)以及控氧前后(1.00mg/L+0.05mg/L)交互作用下的腐蚀规律,主要研究了控制溶解氧含量对L80钢腐蚀行为的影响。利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和激光共聚焦等技术,分析了腐蚀产物的形貌和成分。结果表明:控制溶解氧含量对L80钢有减缓腐蚀的作用;在控氧交互作用下,L80钢表面的腐蚀有缓解,但局部腐蚀的风险增大,控氧交互作用有促进腐蚀的作用。     

CO2腐蚀产物膜的微观形貌和结构特征

研究了碳钢、低Cr钢在不同条件下形成CO2腐蚀产物膜的微观形貌、成分和结构特征.结果表明,N80(碳钢)、1Cr-L80形成的腐蚀产物膜主要由FeCO3晶体堆垛而成,而3Cr-L80、5Cr-L80的表层则形成大面积的含Cr化合物,主要为Cr(OH)3和Cr2O3.这些Cr的化合物脱水后比较疏松,容易形成龟裂.在静态条件下,碳钢和含Cr钢的腐蚀产物膜均具有分层结构,碳钢外层与内层腐蚀产物膜的成分变化不大,主要为Fe、Ca碳酸复盐.含Cr钢的内层腐蚀产物膜中出现Cr元素的富集,外层主要为Fe、Ca碳酸复盐.随着Cr含量的增加,材料的腐蚀产物膜向非晶态转变.在静态条件下,低Cr钢比碳钢的腐蚀速率稍大;在动态(1.5 m/s)条件下,含Cr钢的腐蚀速率明显低于碳钢,而且腐蚀速率随着Cr含量的增加而下降.     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

110钢级φ88.9mm×6.45mm超级13Cr钢油管刺穿失效分析

采用宏观分析、化学成分分析、力学性能测试、金相检验及扫描电镜断口分析等手段,对某油田一根规格为φ88.9mm×6.45mm的110钢级超级13Cr马氏体不锈钢油管的刺穿失效原因进行了分析。结果表明:油管失效的实质是油管发生了氯离子应力腐蚀开裂,裂纹起源于外壁腐蚀坑底部,从外壁向内壁扩展,直到穿透壁厚,形成刺穿通道,高压流体从内向外刺出并在随后的过程中形成了刺穿孔洞。     

高温CO2介质中N80钢的腐蚀行为

目前,对油气田环境中N80钢高温CO₂腐蚀的研究不多。采用高温高压腐蚀失重法研究了N80钢在60³50℃内、CO₂分压为2 MPa的多元热流体水样中的腐蚀状况,对其腐蚀产物形貌及成分进行了观察分析,并探讨了其腐蚀机理。结果表明:100℃时N80钢的二氧化碳腐蚀速率出现极大值,而在200℃左右腐蚀速率有极小值。温度对N80钢CO₂腐蚀产物的形貌和组成有较大影响,80¹00℃的腐蚀产物出现规则晶体,晶体粗大且堆积较疏松,120¹80℃的腐蚀产物晶体排布得越来越致密,200℃以后腐蚀产物发生了变化,CO₂腐蚀的主要产物由FeCO₃变成了Fe₂O₃。     

温度对油管钢CO2/H2S腐蚀速率的影响

为了研究温度对油管钢CO2/H2S腐蚀速率的影响,采用高温高压釜装置,辅以失重法计算和扫描电镜分析,对不同温度下(80 ℃,90 ℃,100 ℃,110 ℃)油管钢N80,P110的CO2/H2S腐蚀速率进行了研究,得到不同温度下两种钢的腐蚀速率和腐蚀形貌.研究结果表明,在试验温度范围内,N80钢和P110钢都发生了极其严重的 CO2/H2S腐蚀,随着温度的升高,两种钢的腐蚀速率均先增后降,且在90 ℃时达到最大,但P110钢的腐蚀速率高于N80钢.     

某海上注水井N80油管腐蚀穿孔失效分析

通过宏观分析、理化性能分析、金相分析、XRD分析、扫描电镜微观形貌分析和能谱分析、水质和细菌测试、有限元分析等方法,并结合实际现场工况,对海上某注水管柱在底部配水器下方发生局部腐蚀穿孔的原因和机理进行分析。结果表明：该油管是垢下细菌腐蚀导致的内腐蚀穿孔,酸化作业后残酸中的高Cl^-加速了局部腐蚀穿孔,据此提出采用定期投加药剂和采用耐蚀管以防止油管早期腐蚀穿孔失效的建议。