外应力对套管腐蚀速率的影响

受腐蚀性油气介质的影响，油气井套管在生产过程中将发生腐蚀，从而导致服役管柱的损坏，除化学腐蚀外，管体中由于流体压力而产生的应力也将影响管柱的腐蚀。针对管体所受外部应力会加速腐蚀速率、严重缩短管柱服役寿命这一现象，结合化学力学效应理论，分二向应力和三向应力2 种情况，建立了外应力影响套管腐蚀速率的解析模型，给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式。算例计算结果显示，该模型所得结果与目前文献中应力对腐蚀速率的影响实验研究结果相符；管柱所受应力越大，管柱实际寿命衰减得越快。该结论对精确确定管柱的寿命具有重要的参考意义。     

油套管腐蚀工程测井技术

海上平台油气井越来越多的出现因油套管腐蚀、磨损而泄漏的情况,对比分析了四种油套管腐蚀的工程测井技术,便于读者根据实际井况,优选合理的测井技术,以便准确的评估油套管腐蚀情况,为后续的治理提供参考依据.     

井下油套管二氧化碳腐蚀

采用高温高压动态腐蚀模拟试验与理论分析相结合的方法,研究了油气田常用的油套管材料N80钢、1Cr钢、3Cr钢和13Cr钢在井下高温高压动态（液相介质流速为2．62m／s）环境下的（20：腐蚀。结果表明,在温度为100℃和110℃、CO2压力为0．03MPa和1．488MPa的井下腐蚀环境中,油气田生产中常用的油套管材料的腐蚀程度排序为：3Cr〉1Cr〉N80〉13Cr钢;在此条件下的耐腐蚀能力方面,1Cr和3Cr钢没有表现出优势;13Cr钢具有良好的耐CO2腐蚀性能;N80钢和3Cr钢在井下油中的腐蚀轻微。     

套管三轴挤压应力计算分析

在油井套管设计中广泛采用了三轴应力设计方法，具体设计公式依据Ｌａｍｅ公式推导得出，其理论推导是严格是正确的。但由于理论公式的使用条件及工况等方面的限制，三轴应力公式也有一定的局限性。分析其实际应用情况，并与其它公式计算结果对比，通过本文理论推导和对比分析，使我们对三轴应力公式有较进一步的认识，同时也对套管挤压失稳理论及公式有个对比了解。     

用数理统计方法预测油套管腐蚀剩余寿命

在稠油开采过程中,由CO2腐蚀造成的油套管损坏事故频繁发生,有必要对油套管进行可靠性评估和剩余寿命预测。文中分析了油套管腐蚀机理和规律,研究了腐蚀概率分布规律;通过长效实验,结合室内加速腐蚀实验数据,运用数理统计方法预测了腐蚀发展规律;通过预测油套管剩余强度和安全系数可以预知套管的剩余寿命。预测结果与实际情况接近,证实了油气井套管CO2腐蚀符合指数概率分布类型。以概率统计预测的腐蚀速率为依据,结合套管强度设计方法,可以有效预测油套管剩余寿命。     

三种80级油套管的电化学腐蚀规律研究

工程实践已证明,高含量 H2S 对气井作业管材的腐蚀性破坏作用属于不可抗拒性风险因素.为科学合理的开展高含硫气井的安全风险评价工作,须模拟现场井下作业条件,运用实验技术研究在高含硫气井作业条件下油套管材料腐蚀效果变化规律.研究中以模拟罗家 8 井气田水为实验介质,选用 L80、NT80SS 和 L80(进口)三种管材为实验对象,在实验室内运用动态失重法测试三种管材的平均腐蚀速率.通过实验总结得到在模拟川东高含硫气井作业条件下 80 级钢油套管材料的电化学腐蚀规律.分析实验结果认为,在模拟罗家 8 井气田水介质中,当pH2S与 pCO2 参数变化不大时,温度的变化是影响 80 级油套管材料腐蚀速率主要因素;L80、NT80SS 和 L80(进口)三种管材在模拟罗家 8 井气田水介质中气相腐蚀速率的变化规律相似,60℃为管材腐蚀速率的转折点,当温度处于 60℃～100℃范围,三种 80 级管材的气相腐蚀速率随着温度的升高而增大;L80、NT80SS和 L80(进口)三种管材在模拟罗家 8 井气田水介质中液相腐蚀速率的变化规律差别较明显.     

大张坨储气库井油套管腐蚀规律分析

为了检测评价大张坨地下储气库注采井的技术状况及油套管实际腐蚀情况,利用多层管柱电磁探伤技术,对注采井油套管进行了探伤检测,分别获得油套管壁厚数据,并对油套管剩余壁厚、腐蚀速率进行了进一步的统计分析。研究结果表明,油套管腐蚀速率与注采井设计前的室内实验、生产过程的挂片监测试验数据相比有较大差异;油套管实际腐蚀量随井深增加而增加,环空保护液、水泥环界面附近及井口段腐蚀量显著增加。建议在储气库注采井油套管设计时,盈余量应显著大于常规油气井,特别是井口200 m段及下部位置。储气库注采井应在完成建井或注采井服役5 a内进行油套管基准壁厚的检测。     

三高气田套管应力腐蚀与防腐设计研究

针对三高气田套管腐蚀难题,分析了套管腐蚀失效因素,设计了应力腐蚀试验方法。用TP110TS和TP95S套管试样,模拟现场井下条件进行不同拉应力、无应力和压应力状态下套管腐蚀试验,并根据试验结果对套管应力腐蚀速率的主要影响因素、腐蚀后力学性能、应力腐蚀敏感性和应力腐蚀门槛值及安全性进行研究。研究结果表明,三高气田套管腐蚀不可避免,拉应力对应力腐蚀具有敏感性;随着拉应力、H2S和CO2含量的增大,套管腐蚀速率加快、力学性能退化,导致其服役安全寿命缩短。据此提出了采用组合套管、降低套管拉应力水平和适当提高套管设计安全系数等相应的技术措施,以提高三高气田套管抗腐蚀能力。     

苏6及苏36-11井区腐蚀因素分析与防护措施

苏里格气田属于低孔、低压、低丰度气田,气井产量低,稳产能力差。目前该气田还处于开发的中前期,与其它H_2S含量较高的气田相比,腐蚀并不严重,腐蚀所带来的问题目前还不突出。但腐蚀应是苏里格气田开发过程的一个难题。油管腐蚀将会引起管串断脱落井等井下事故,更换气井油管不仅增加修井作业成本,而且必须进行压井作业,又会对产层造成伤害,致使产气能力降低。套管腐蚀穿孔将直接导致气井报废。集输管道的腐蚀会引起火灾或爆炸等事故。因此,必须从现在开始积极进行苏里格气田开发井筒腐蚀研究,掌握苏里格气田腐蚀的规律和防腐的基础数据,为制定下一步防腐方案和措施提供依据。     

某油井套管腐蚀原因分析

某油井套管拔出时产生严重腐蚀,对腐蚀产物颜色及腐蚀管宏观特征进行了分析,其主要腐蚀形式为点蚀.用电子扫描显微镜、金相显微镜、能谱、X衍射等方法对腐蚀套管的形貌、横截面及腐蚀产物进行分析,该井套管发生的主要腐蚀形式为二氧化碳腐蚀、硫化物应力腐蚀和氯离子点蚀,腐蚀最为严重的第74根套管,发生的腐蚀主要为应力腐蚀.     

套管寿命的研究

基于假设条件研究了J55套管在只考虑化学作用、不考虑力学化学相互作用以及考虑相互作用等三种情况下的服役寿命,得出了三种情况下套管服役寿命计算方法,并计算了只考虑化学作用时套管的服役寿命。     

井筒载荷-腐蚀耦合作用对碳钢套管服役寿命的影响

基于应力-腐蚀介质协同作用原理,结合化学力学效应理论,对高温高压超深井碳钢油、套管在使用过程中面临着CO2、H2S等腐蚀介质以及拉、压等复杂载荷建立了结合热应力影响套管腐蚀速率的解析模型,给出了计算应力影响管柱寿命衰减的解析公式,研究了碳钢油井管服役寿命,并对内压力、挂片实验实测腐蚀速率以及壁厚对碳钢套管服役寿命的影响进行了研究。结果表明,解析模型所得结果与文献报道的应力对腐蚀速率的影响结果相符。在井筒载荷及腐蚀工况下,增加壁厚相对于减小套管内压力,增加套管使用寿命效果不明显。初始腐蚀速率对套管的服役寿命影响较大,当管柱所受应力越大,管柱实际寿命衰减得越快。     

深层气井油套管柱力学分析方法探讨

吉林探区气井测试虽然在井口选择及管柱优化设计上取得了一些经验,但对深层气井测试管柱安全分析缺乏深入研究,对测试管柱作业安全构成极大威胁,以往的经验做法无法适应新的作业环境要求,为此开展深井试气管柱力学分析尤为重要。根据文献,结合深井安全试气工作的需要,针对试气管柱结构、试气作业的特点,在结构屈曲、压杆稳定性研究成果的基础上,综合考虑井下实际工况,考虑吉林探区常用的井口释放悬重和投球打压坐封方式,将管柱作为井眼约束下的空间压杆,建立了管柱失稳变形的微分方程,以此分析管柱弯曲失稳的临界载荷,分析弯曲管柱的轴向受力与变形情况,分析管柱在井下的载荷、应力及其安全性,为深井测试提供技术保障。     

中原油田油水井套管损坏机理分析及防治技术

探讨中原油田油水井套管损坏的有效防治途径。方法：对中原油田油水井套管损坏状况进行统计，归类，并对形成套管损坏的因素和损坏的机理进行分析，理论计算和室内实验。套管损坏的成因分为盐膏层蠕变、不恰当的射孔密度，注入水水窜诱发泥岩膨胀和少数断层复活，套管管柱设计不合理，油田高压注水及地层高矿化度水腐蚀等。     

N80油套管在油田采出液中的腐蚀与磨损协同作用研究

以长庆油田分公司樊家川油田采出液为介质,在自制的腐蚀磨损试验机中对比研究了N80油套管钢在其中的动静态腐蚀、腐蚀磨损以及缓蚀剂对腐蚀磨损(自行研发的NYS-9缓蚀剂)的协同作用。结果表明,在动态试验中,腐蚀产物膜在流体剪应力的作用下,使得N80油套管钢的局部腐蚀比静态试验严重得多;腐蚀磨损试验初期腐蚀磨损速率较大,随后逐渐减缓;NYS-9缓蚀剂对N80油套管钢具有很好的保护作用,加入缓蚀剂的质量分数为100×10-6时,缓蚀率可达到82%以上。     

中原油田气举井油套管腐蚀原因分析

采用Ｘ射线衍射分析、电子探针显微分析和硫酸盐还原菌分析检测,对中原油田气举井文１３－１２７井套管及文１３－２５７井油管管材、腐蚀产物和两口井的水质进行了检测分析并做了窝蚀试验。结果表明,中厚油田气举井产出水高矿比度及含ＣＯ２是发生瘸蚀的主要原因;油管螺纹处存在缝隙、套管钢材中夹杂物的局部分布及流体冲刷是加剧油套管局部腐蚀穿孔的另一原因。采取涂防腐螺纹油和在油井环空投加缓蚀剂已见到明显防腐效果。     

热采井套管三轴预应力设计分析

传统热采井套管预应力设计的基本原则是根据虎克定律，将施加于套管的预应力与套管升温后的轴向热应力叠加，使其控制在相应温度下套管许用的最小屈服极限以下。由于固井水泥环和围岩的作用．套管升温后存在三向热应力，利用对套管施加轴向预应力来降低套管的轴向热应力，使得套管的热有效应力控制在相应温度下套管许用的最小屈服极限为原则，得到热采套管三轴预应力设计方法，采用2种设计方法对NSO、P110钢级套管进行预拉力设计，得到2种钢级套管不同井深位置预应力的临界温度。     

苏北油田注入水腐蚀套管分析

苏北地区草舍、储家楼、洲城三油田目前均采用浅层地下水作注入水水源。通过对三油田注入水水质的现场监测及室内试验，发现注入水中游离ＣＯ２、溶解氧、腐生菌（ＴＧＢ）含量超标及硫酸盐还原菌（ＳＲＢ）繁殖是引起地面注水管线及井下油（套）管腐蚀的主要因素。针对三油田现场水质状况和注水方式，提出了具体的注水防腐工作建议     

Cl-对油套管用P110钢腐蚀速率的影响

通过模拟塔里木油田现场环境，利用高温高压试验设备，采用SEM、EDS和XRD技术，辅以失重法，研究了油套管用P110钢在不同Cl^-含量流动介质中的腐蚀速率和腐蚀形态，并对试样表面腐蚀产物的成分进行了分析。试验结果表明，随着Cl^-浓度的增大，P110钢的平均腐蚀速率呈现先增大后减小的趋势，且在Cl^-浓度为50 g/L时，腐蚀速率最大。探讨了P110钢在含Cl-的饱和CO2溶液中的腐蚀反应机理。     

水平井套管弯曲力学模型与计算分析

给出了对水平并段套管柱在具有初始曲率时进行弯曲分析的力学模型，介绍了模型中相关载荷参数的确定方法，运用这种方法可精确和方便地计算套管柱的最大挠度和最大弯曲正应力。指出有的文献未考虑端面弯矩的存在，或虽论及端面弯矩的影响却未给出确定端面弯矩的方法。据此，作者运用等截面杆的转角位移方程和静力平衡、变形协调条件确定了端面弯矩，从而正确地分析套管柱的弯曲。