針對13Cr不銹鋼油套管材料在油田各種環境下所面臨的腐蝕問題,介紹了其腐蝕性能研究現狀,分析了高溫高壓環境及酸化環境下的腐蝕行為,簡要說明了13Cr不銹鋼幾種常見的局部腐蝕類型,并提出了今后13Cr不銹鋼及其腐蝕行為研究的重要方向,以期為油田油套管選材提供重要參考。對13Cr不銹鋼研究今后應偏重以下幾個方面: 目前13Cr不銹鋼在國內已基本實現了國產化,但在實際應用中還存在許多缺乏或缺陷,國內制造商或研發機構應進一步加強管材成分和結構設計、生產工藝優化等。 應對13Cr不銹鋼開展全面系統研究。如腐蝕類型包括常溫均勻腐蝕、高溫高壓腐蝕、集中典型局部腐蝕等,腐蝕介質應有水溶液、含CO2油氣井地層水、含H2S地層水,油田注水、酸化體系等,腐蝕性組分應有CO2CO2/H2SO2/H2O各種加入緩蝕劑的強(混)酸等。 目前對13Cr不銹鋼腐蝕機理的研究還不夠,還有許多工作可做,如不同腐蝕環境下的均勻腐蝕和局部腐蝕機理、腐蝕產物膜的防護機制和不同條件下發生點蝕臨界條件等。 近年來,隨著油氣田開發環境越來越苛刻,普通材質的油套管已不能達到耐蝕性能的要求,比如常用的J55N80P110等。對此,有些油田開始選用高級耐蝕材料,因此,不銹鋼油套管材料在油氣田中的研究應用開始備受關注,其主要原因就在于它具有良好的耐腐蝕性能。13Cr不銹鋼是一種耐蝕性相對較高的石油管材,其主要是靠添加1214%質量分數)Cr來提高材料的CO2腐蝕抗力,并在較為苛刻的腐蝕環境下有著較強的耐腐蝕性能,因而被各大氣油田所使用。13Cr不銹鋼在腐蝕環境下的腐蝕行為研究一直是國內外研究的一個熱點。影響13Cr不銹鋼腐蝕行為的因素主要有溫度、CO2分壓、流速、Cl-濃度等。研究發現,13Cr不銹鋼外表所形成腐蝕產物膜薄而致密,維護性較強,資料的腐蝕速率較小,但仍隨溫度的升高而增大;CO2分壓的升高可導致資料腐蝕速率的提高;介質流速增大,資料的腐蝕速率隨之增大;超級13Cr不銹鋼的均勻腐蝕速率與Cl-濃度有很大關系,Cl-濃度增大其均勻腐蝕速率有下降的趨勢。
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