非API 13Cr系馬氏體不銹鋼油套管的開(kāi)發(fā)背景

研究表明，對(duì)于含CO2的油氣井，應(yīng)采用13Cr馬氏體不銹鋼；對(duì)于H2S和CO2共存情況，必須采用超級(jí)13Cr馬氏體不銹鋼、22Cr-25Cr雙相不銹鋼甚至是鎳基耐蝕合金才能滿足需求。Cr是防止CO2腐蝕有效的元素，能迅速在金屬表面形成致密而極薄的Cr2O3鈍化膜，隨著Cr含量的增加，耐CO2腐蝕效果增強(qiáng)。實(shí)驗(yàn)證明，在13cr馬氏體不銹鋼中通過(guò)添加鎳元素和鉬元素，可使其在co2環(huán)境中擁有優(yōu)良的抗點(diǎn)蝕和抗均勻腐蝕性能。CO2分壓是影響腐蝕速率的主要因素，CO2腐蝕率隨著CO2分壓的增加而加快（圖1）。在工程上，一般把CO2分壓為0.02MPa確定為發(fā)生CO2腐蝕的臨界值。油井溫度一般隨井深的增加而升高，在多數(shù)情況下，CO2分壓的增加和溫度的升高是同步的。

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隨著油氣田開(kāi)采數(shù)量逐年增加，且逐步向深井、海下、復(fù)雜工況條件的區(qū)域發(fā)展，使用的油井管線在數(shù)量需求增長(zhǎng)的同時(shí)，品種質(zhì)量要求也在不斷提高。

為了解決油井管在CO2、H2S、Cl-共存條件下的耐腐蝕難題，國(guó)內(nèi)外油井管生產(chǎn)企業(yè)相繼開(kāi)發(fā)了2Cr13、L80 13CR超級(jí)13Cr、雙相不銹鋼、鐵鎳基及鎳基合金油井管，以滿足不同井況的需求。

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由于國(guó)內(nèi)對(duì)13Cr不銹鋼的腐蝕行為研究還比較少，且零碎分散，應(yīng)用目的單一。所以，應(yīng)開(kāi)展全系統(tǒng)的研究，如腐蝕類型包括常溫均勻腐蝕、高溫高壓腐蝕、幾種典型局部腐蝕等，腐蝕介質(zhì)應(yīng)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(yīng)有CO2、CO2/H2S、O2/H2O、各種加入緩蝕劑的強(qiáng)（混）酸等。