N80油套管钢在长庆油田采出液／砂粒两相介质中的腐蚀磨损.pdfVIP

维普资讯 焊管 ·第29卷第6期 ·2006年 11月 N80油套管钢在长庆油田采出液／砂粒 两相介质中的腐蚀磨损 李金波 ，舒欣欣 ，仝明信 ，郑茂盛 (1．西安交通大学 材料科学与工程学院，西安 710049； 2．西北大学 凝聚态物理与材料研究所，西安710069) 摘 要：以N80油套管钢为研究对象，对比研究了它在长庆油田采 出液／砂粒两相介质中的 腐蚀磨损行为。试验分为静态和动态两种情况，动态试验又分为纯动态腐蚀、动态腐蚀+含砂 粒磨损等情况。用扫描电子显微镜分析了N80钢腐蚀磨损的表面形貌。结果表明，动态腐蚀 中腐蚀产物膜比静态试验中更容易剥落，从而其局部腐蚀比静态试验严重，含砂腐蚀磨损较动 态腐蚀、静态腐蚀严重，腐蚀磨损试验初期腐蚀磨损速率较大，随后逐渐减缓。 关键词：N80油套钢；固液两相介质；腐蚀磨损；磨损速率 中图分类号：TG172．8 文献标识码：A 文章编号：1001—3938(2006)06—0022—03 O 前 言 数的20．7％；近两年，油井套管损坏以每年30口 井的速度增加 ，套管腐蚀相当严重。采出液中的 油气生产和储运过程经常遇到混合在流动介 离子浓度也比其它地区高。N80套管是长庆油田 质中的固体对金属管道壁造成严重腐蚀磨损现 大量使用的套管之一，本研究是就长庆油田樊家 象。这些固体(砂粒)来 自地层、钻井泥浆、射孔 川油田采出液对N80套管的腐蚀磨损行为进行 作业等施工残物，也可能由水锈等腐蚀产物构 的。通过较长时间的腐蚀磨损模拟试验来研究在 成 J。以往人们多从单因素的影响来研究腐蚀 油田井下环境中，N80钢的腐蚀磨损形成和发展 磨损。。 ，而实际上影响腐蚀磨损过程的因素很 原因，探讨了本实验条件下的腐蚀磨损规律、表面 多，如浆体中固体颗粒的多少、腐蚀介质中离子浓 腐蚀产物及其形貌、腐蚀磨损机理等。对比研究 度的大小、冲击速度以及时间等。林冠发等 研 了N80钢的静、动态腐蚀及腐蚀磨损行为，为控 究了N80油套管的腐蚀产物膜在多相介质中的 制和减轻N80套管钢的腐蚀磨损及寿命预测提 磨损性能，但研究方法是先将金属材料试样在腐 供实验依据。 蚀介质中成膜，然后置人多相介质进行磨损试验， 无从考察腐蚀与磨损交互促进作用的影响，因而 1 实验方法 相关研究结果往往难以准确反映N80油套管在 实际使用中的腐蚀及磨损行为。而直接用油田采 实验采用的试样材料为N80油套管钢，其化 出液进行腐蚀磨损模拟研究，采用试样固定不动、 学成分见表 1。腐蚀介质为长庆油田樊家川油田 而腐蚀介质和固相颗粒同时运动情况下的腐蚀磨 采出液，其离子浓度见表2。可以看出，其中阴阳 损能较好地反映实际工况，其试验结果有更强的 离子浓度均很高。 实用价值 J。 腐蚀磨损试验在 自制的腐蚀磨损试验机上进 长庆油田地处我国西北鄂尔多斯盆地，套管 表 1 实验用NS0钢化学成分 ％ 腐蚀破损现象非常严重，截至2001年底，陇东地 W(C) (Si)加(bin) 加(P) (S) 叫(Cr) (Mo)t1)(Ni) 区油井总数1851口，其中，套管破损384口，占总 O．37 O．29 1．5O 0．018 0．0o27 0．039 0．0063 0．039 维普资讯 第29卷第6期 李金波等：N80油套管钢在长庆油田采出液／砂粒两相介质中的腐蚀磨损