西南油氣田采油樹材料應力腐蝕失效分析
2016-06-07 16:27:55 作者:本網整理 來源:中國腐蝕與防護網 分享至:


  隨著我國石油天然氣工業勘探開發的發展,特別是近十年來,含硫化氫、二氧化碳、氯離子及含水等多種腐蝕介質的油氣田相繼出現,腐蝕問題越來越引起人們的關注。四川有大批氣田投入開發,這些氣田是典型的酸性氣田,天然氣中含有大量的H2S和CO2。此外,油氣中還可能含有礦化水以及多硫和單質硫類絡合物等,具有較強的腐蝕性。引起酸性油氣田設施腐蝕的眾多因素中,H2S是最危險的,會導致氣田設備發生氫致開裂,在應力的共同作用下則極易造成突發性的硫化物應力腐蝕開裂,導致有毒氣體外泄,對安全生產和周圍環境造成極大的威脅。
  目前開發的四川氣田如川東、川東北、川南等均為含硫氣田。川東北已接氣井22口中,一般H2S含量在10-300g/m3 之間,最高達524g/m3;CO2含量在15-204g/m3之間。由于缺乏酸性氣田開采經驗,開采初期西南油氣田采油樹的基本材質為35CrMo和一種從法國進口的馬氏體不銹鋼。投產幾年內,多次發生了采油樹用35CrMo和法國進口馬氏體不銹鋼材料的應力腐蝕開裂事故,嚴重影響到安全生產。

圖1  35CrMoU形樣裂紋的宏觀形貌

 

圖2 法國不銹鋼的U形樣裂紋宏觀形貌

  通過材料失效分析發現,35CrMo鋼的耐SSCC性能略優于法國進口不銹鋼,通過選材研究發現,2205不銹鋼的耐蝕性能較好,可以作為替代材料使用,但要嚴格保證其合格的加工工藝和熱處理制度;35CrMo、法國不銹鋼、135不銹鋼均不適合作為該氣田的井口材料使用。因此,油田投入大量資金進行材質失效行為研究、防腐蝕工藝研發以及升級設備材質,目前有效降低了井口設備的腐蝕風險。

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