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CO2驱注气井P110油管腐蚀开裂失效分析

2016-06-07 16:23:17
作者:本网整理
来源:中国腐蚀与防护网

CO2驱注气采油能有效的节能环保和降低CO2排放。中国石油天然气股份有限公司东北某油田分公司的某 CO2驱注井于2008年4月30日开始注气,到2009年10月开始发生P110油管腐蚀开裂事故发生,累计服役时间近18个月。至2012年末共发生类似事故4起,事故井数占事故区块同种井数的2/3。图1为某次断裂油管的宏观形貌。环空气样检测显示环空内含有大量CO2、套压较高,说明油管密封性存在问题(有注入气体渗漏进入套管)。且随着事故原因调查开展,发现其它区块大量井出现类似征兆。


  CO2驱注气采油能有效的节能环保和降低CO2排放。中国石油天然气股份有限公司东北某油田分公司的某 CO2驱注井于2008年4月30日开始注气,到2009年10月开始发生P110油管腐蚀开裂事故发生,累计服役时间近18个月。至2012年末共发生类似事故4起,事故井数占事故区块同种井数的2/3。图1为某次断裂油管的宏观形貌。环空气样检测显示环空内含有大量CO2、套压较高,说明油管密封性存在问题(有注入气体渗漏进入套管)。且随着事故原因调查开展,发现其它区块大量井出现类似征兆。


  调查分析结果表明:失效的P110油管材质的平均化学成分、力学性能均能达到API Spec 5CT标准(第8版)的要求;其金相组织为正常的中低碳马氏体+铁素体组织,夹杂物为球形,硬度偏低,这些均有利于增加该钢的韧性。综合考虑,P110油管的材质的质量不存在问题。P110油管失效由发源于管壁外表面的裂纹引起的,从裂纹断口的宏观和微观形貌、裂纹内的腐蚀产物等判断这些裂纹的具有应力腐蚀裂纹的特征。这些裂纹的发生与外表面残余应力和结构应力有关;当裂纹发展成较深裂纹时疲劳作用能够加速裂纹的扩展,形成穿透裂纹。P110油管的服役环境具备发生的应力腐蚀介质条件,其敏感介质为含CO2、Cl-、SO42-及少量S2-(H2S)的偏酸性的高压低温水溶液。但是,目前对这种环境下的P110钢的应力腐蚀行为规律和抑制方法还没有研究报道。目前,针对该类驱注井的防护方法还在研究开发当中。

标签: 腐蚀, 疲劳, 断裂, 宏观形貌

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