【摘 要】
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近年来,随着全球对油气资源的需求量不断攀升,注聚合物驱已成为一项广受欢迎的提高采收率的新技术,具有十分良好的应用前景,但同时也存在许多亟待解决的问题,面临的首要问题便是采出井井筒管杆的腐蚀。目前,对于聚合物驱采出井的腐蚀问题,相关研究只集中于聚合物本身或腐蚀环境等单方面的带来的影响,且未进行采出液对井筒材质的环境开裂性能与失重腐蚀性能的综合评价。基于新疆油田某区生产过程中井筒含有聚丙烯酰胺聚合物、
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近年来,随着全球对油气资源的需求量不断攀升,注聚合物驱已成为一项广受欢迎的提高采收率的新技术,具有十分良好的应用前景,但同时也存在许多亟待解决的问题,面临的首要问题便是采出井井筒管杆的腐蚀。目前,对于聚合物驱采出井的腐蚀问题,相关研究只集中于聚合物本身或腐蚀环境等单方面的带来的影响,且未进行采出液对井筒材质的环境开裂性能与失重腐蚀性能的综合评价。基于新疆油田某区生产过程中井筒含有聚丙烯酰胺聚合物、地层产生CO2与H2S气体且未采用抗硫钢的现状,本论文针对该区注聚合物驱采出井井筒内油套管、抽油杆的常规性能、抗环境开裂性能以及N80油套管钢失重腐蚀性能进行探究,具体研究工作如下:（1）对两种油套管材料（N80钢和P110钢）以及H级抽油杆材料的常规性能进行测试,得到相应的化学成分、金相和夹杂物分析、硬度和拉伸性能以及冲击性能。结果表明:N80钢和P110钢的化学成分满足API SPEC 5CT标准要求,H级抽油杆化学成分符合GB/T 26075-2010标准要求;P110金相组织为回火索氏体,晶粒度为10级,N80金相组织为珠光体+铁素体,晶粒度为9级,H级杆金相组织均为回火索氏体+铁素体,晶粒度为10级;P110、H级杆的强度与硬度较大,N80的韧性较好。（2）进行了 P110、N80油套管钢在NACE A溶液以及H级杆在模拟溶液中的抗H2S应力腐蚀开裂性能测试,讨论了 P110钢断裂及N80应力腐蚀损伤的原因及过程,并研究了 H级杆应力腐蚀开裂敏感性与H2S及聚合物的关系。结果表明:P110恒载荷试样在3d时全部断裂,N80的C形环试样经720h实验周期,虽然没有断裂,但所有试样受力面均出现肉眼可见的微观裂纹,裂纹方向垂直于应力方向,N80钢的抗H2S环境开裂性能要优于P110钢;高强度H级抽油杆具有一定H2S环境断裂敏感性,其敏感性随着H2S的通入而增大,而聚合物的存在,降低其H2S应力腐蚀敏感性。（3）利用静态高温高压釜研究了聚丙烯酰胺浓度（300ppm～1200ppm）、氯离子浓度（5000ppm～20000ppm）、硫化氢浓度（300ppm～1200ppm）、井筒温度（20℃～80℃）对采出井中N80油套管钢腐蚀行为的影响,得出了油套管钢在不同影响因素下的腐蚀规律。结果表明:液相条件下,N80油套管钢腐蚀速率随聚合物浓度升高而降低,随氯离子浓度、硫化氢含量、井筒温度的升高而升高,温度是腐蚀的主要影响因素;气相条件下,N80油套管钢腐蚀速率随硫化氢浓度的升高而升高,随井筒温度的升高呈现先升后降的趋势,两种因素对腐蚀均有显著影响。本文研究成果为新疆油田某区评估当前注聚合物驱采出井井筒面临的腐蚀风险和腐蚀程度提供参考,对解决注聚合物驱采出井服役过程中的腐蚀问题具有重要的理论意义和实际应用价值。
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