低铬油套管CO2/H2S腐蚀研究进展

表面技术 , 2016, 45(8): 7-13. doi: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.08.002

低铬油套管CO2/H2S腐蚀研究进展

蔡乾锋 ^1, , 薛晨 ^2, , 朱世东 ^3, , 李金灵 ^4, , 杨博 ^5, , 屈撑囤 ^6,

1.陕西亿佳瑞能源科技有限公司,西安,710077

2.延长油田股份有限公司安全环保质监部,延安,716000

3.西安石油大学材料科学与工程学院,西安,710065

4.西安石油大学化学化工学院,西安,710065

5.西安石油大学化学化工学院,西安,710065

6.西安石油大学化学化工学院,西安,710065

基金项目: 陕西省青年科技新星计划项目(2016KJXX-13) 西安市科技计划项目(CXY1515(3)) Supported by National Natural Science Foundation of China (21376189),Science and Technology Plan of Xi'an City (CXY1515(3)),and Shaanxi Province Youth Science and Technology New Star Plan (2016KJXX-13) 国家自然科学基金项目(21376189)

关键词：低铬钢 , 油管 , 套管 , CO2 , H2S , 腐蚀机理

Research Progress of CO2/H2S Corrosion on Tubing and Casing Containing with Low Cr Content

Keywords： low Cr steel , oil tubing , casing , CO2 , H2S , corrosion mechanism

介绍了低Cr油套管开发的工程背景.综述了低Cr油套管的耐CO2/H2S腐蚀性能,详述了多种因素(如Cr含量、温度、pH值、流速等)对低Cr油套管在含甜性气体(仅含CO2)环境中的腐蚀行为和腐蚀产物膜表面特征的影响,以及低Cr油套管在含酸性气体(H2S)环境中的腐蚀行为及其抗硫化物应力开裂(SSC)的性能.探寻了低Cr钢的抗CO2腐蚀机理和H2S腐蚀机理.研究发现,低Cr钢因Cr元素能在产物膜中富集,形成非晶体化合物Cr(OH)3,腐蚀产物膜因此具有阳离子选择性,降低了腐蚀产物膜与金属基体界面处的阴离子浓度,抑制了阳极反应,进而提高了低Cr钢耐CO2/H2S均匀腐蚀性能,同时也减少了Cl-在界面处团聚、形核的可能性,抑制了局部腐蚀,尤其是点蚀的发生.但是要想消除点蚀,钢基体中Cr元素的质量分数不应低于3％.另外,Cr元素在晶界及晶内以粒状碳化物析出并弥散分布,进一步增强了其抗SSC性能.简述了低Cr油套管的应用现状,最后对其发展前景进行了展望,利用钢的化学成分-工艺-组织-性能“四位一体”法得到的“经济型”低Cr抗CO2/H2S腐蚀的油套管,是未来发展趋势的代表.

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