连续油管在含H2S/CO2环境中的腐蚀行为研究

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本文利用高温高压试验设备并辅以SEM、EDS、XRD等现代分析手段,研究连续油管QT-900在CO2单独存在环境以及CO2、H2S共存环境下的腐蚀行为;研究了连续油管QT-900的电偶腐蚀行为和抗SSC性能,并对连续油管的剩余腐蚀寿命进行预测。研究结果表明:在模拟CO2和H2S共存的腐蚀环境中,随着温度升高、CO2和H2S分压增大,连续油管的平均腐蚀速率先增大后减小,再增大,在60℃、H2S分压为0.03MPa,CO2分压为1.1MPa时出现极大值,平均腐蚀速率为0.5699mm/a,参照NACERP-0775-2005标准对平均腐蚀程度的规定,达到极严重腐蚀。在模拟CO2腐蚀环境中,随着CO2分压和温度升高,连续油管的平均腐蚀速率先增大后减小,在100℃,CO2分压为0.90MPa时出现极大值,平均腐蚀速率为1.1722mm/a,达到极严重腐蚀。在电偶腐蚀试验中,QT-900材料在电偶处发生严重腐蚀,平均腐蚀速率达到2.6952mm/a,腐蚀坑最大深度为63μm,局部腐蚀速率为2.2995mm/a。在H2S应力腐蚀标准试验条件下,QT-900材料发现裂纹,没有通过抗SSC性能检测。根据SYT/5724-2008《套管柱结构与强度设计》标准、SY/T5322-2000《套管柱强度设计方法》标准和油田提供的连续油管数据资料,计算得出,腐蚀后满足抗外挤、抗内压和抗拉系数的使用寿命分别为3.38年、3.99年、5.95年,将计算得到的最小值定为连续油管的腐蚀寿命,连续油管在不考虑任何防腐措施情况下的寿命为3.38年。
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