【摘 要】
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随着钻井工况的日益复杂,产出液中往往伴随着腐蚀性气体CO2,使得油套管的CO2腐蚀问题极为常见。油套管的CO2腐蚀失效和破坏不仅降低了油套管的力学性能,影响了本身的使用寿命
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随着钻井工况的日益复杂,产出液中往往伴随着腐蚀性气体CO2,使得油套管的CO2腐蚀问题极为常见。油套管的CO2腐蚀失效和破坏不仅降低了油套管的力学性能,影响了本身的使用寿命,还直接影响了油气井的使用寿命,造成巨大的经济损失。因此很有必要针对油套管在CO2腐蚀环境中的使用寿命展开研究。 本文采用失重法、电化学法、产物膜分析法等方法研究了油气田常用管材碳钢N80、1Cr钢和3Cr钢的CO2腐蚀特性,验证了三种材质的CO2腐蚀机理;利用失重法测试了不同温度、不同CO2分压和不同时间条件下的腐蚀速率,得出了各材质的腐蚀规律:温度规律即CO2腐蚀速率随着温度的升高先增后减,在某一温度时出现腐蚀速率极值;CO2分压规律为在本实验条件下(CO2分压≤3.5MPa以下),其腐蚀速率随着CO2分压的升高而增大;时间规律随着测试周期的延长,腐蚀速率值由大向小递减,腐蚀后期腐蚀速率的降低逐渐趋于平缓。 本文利用温度和分压规律得到的室内实验数据指导确定现有模型(DeWarrd模型)的各参数,得出新的预测模型,并利用时间规律数据对模型进行时间效应修正;利用新建立模型预测长期年腐蚀速率,同时利用管柱壁厚与强度关系曲线计算管柱最大腐蚀允量,从而确定管材的使用寿命。
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