連續(xù)油管的腐蝕和疲勞行為研究.pdf

1、模擬某油田腐蝕環(huán)境，通過高溫高壓腐蝕試驗(yàn)和實(shí)物機(jī)械疲勞試驗(yàn)，采用金相顯微鏡、SEM和EDS等現(xiàn)代分析手段，結(jié)合QT-900連續(xù)油管“入井-空氣中放置-再次入井”的實(shí)際作業(yè)過程，分析了Ni-W合金鍍層對連續(xù)油管理化性能的影響，研究了H2S和CO2共存環(huán)境下連續(xù)油管在井下不同并段的腐蝕行為和CO2環(huán)境下Ni-W合金鍍層對連續(xù)油管耐蝕性的影響，并探討了在H2S環(huán)境下連續(xù)油管和Ni-W合金鍍層的抗SSC性能。
　　本研究表明，連續(xù)油管的組

2、織主要為珠光體和多邊形鐵素體。與基體連續(xù)油管材料相比，Ni-W合金鍍層中Ni和W元素的含量較高，F(xiàn)e元素含量較低，外壁鍍層厚度平均值為54.0μm，內(nèi)壁鍍層厚度平均值為98.0μm，鍍層與基體結(jié)合良好。Ni-W合金鍍層對連續(xù)油管的拉伸性能影響不大，但是能顯著提高連續(xù)油管的硬度和疲勞壽命。疲勞失效的Ni-W合金鍍層油管的裂紋均起源于表面鍍層，裂紋逐漸貫穿鍍層，最后擴(kuò)展至基體。刺口附近裂紋較為密集，距刺口350mm處裂紋較為稀疏。模擬井口(

3、即井深0m)、1500m、3300m和4400m，對應(yīng)H2S分壓分別為0.020MPa、0.030MPa、0.037MPa和0.040MPa，CO2分壓分別為0.97MPa、1.10MPa、1.24MPa和1.33Mpa的腐蝕環(huán)境進(jìn)行不同并段腐蝕規(guī)律研究，結(jié)果表明，井下油管腐蝕是應(yīng)力和環(huán)境介質(zhì)綜合作用的結(jié)果。一次入釜試驗(yàn)后，連續(xù)油管在1500m井段腐蝕最嚴(yán)重，局部腐蝕速率達(dá)到4.4627mm/a，腐蝕產(chǎn)物主要為FeS和FeCO3的混合物

4、。二次入釜導(dǎo)致連續(xù)油管腐蝕明顯加劇，試樣表面腐蝕產(chǎn)物FeS含量明顯降低，局部腐蝕產(chǎn)物膜脫落嚴(yán)重，平均腐蝕速率達(dá)到1.5549mm/a，約為一次入釜的3倍，屬于極嚴(yán)重腐蝕。模擬CO2分壓為1.07MPa、溫度為60℃、加載拉應(yīng)力為439MPa的腐蝕環(huán)境研究Ni-W合金鍍層的耐蝕性能，結(jié)果表明，Ni-W合金鍍層顯著提高了連續(xù)油管的耐CO2腐蝕性能，鍍層油管的平均腐蝕速率為0.0160mm/a，約為普通連續(xù)油管的1/40，屬于輕度腐蝕。在H2