在油气田开采开发过程中,腐蚀是自始至终存在的问题,它不仅可能给油田造成巨大的经济损失,而且还会带来一些事故性后果。不同区域井况不同,腐蚀环境也不一样,比较常见的是H2S、CO2、氯离子腐蚀。由于腐蚀环境恶劣,常规API标准油井管不能满足使用要求,需要采用特殊的抗腐蚀油井管。鞍钢在H2S抗腐蚀油井管的开发比较早,目前处于国内水平,但抗CO2腐蚀油井管却一直没有涉及。CO2对钢铁产品的腐蚀还严重,会出现较高的腐蚀速率和严重的局部腐蚀,甚至会形成油套管的点蚀穿孔。尽管目前市场上有采用13Cr马氏体不锈钢解决CO2腐蚀问题,但因其成本较高,也不被大多数厂家所应用。
随着L80-1Cr和L80-3Cr经济型抗CO2腐蚀油井管的开发成功,下一步该厂将启动抗CO2腐蚀油井管系列开发,将陆续开发AG80-1Cr、AG80-3Cr、AG80-5Cr等系列产品。在钢价呈现断崖式下跌的今天,开发新产品无疑是企业抢占市场份额、拓展新利润增长点、扭转生产被动局面的有效办法,因此他们也将在这方面做更大的努力。

非API 13Cr系马氏体不锈钢油套管的开发背景
研究表明,对于含CO2的油气井,应采用13Cr马氏体不锈钢;对于H2S和CO2共存情况,必须采用超级13Cr马氏体不锈钢、22Cr-25Cr双相不锈钢甚至是镍基耐蚀合金才能满足需求。Cr是防止CO2腐蚀有效的元素,能迅速在金属表面形成致密而极薄的Cr2O3钝化膜,随着Cr含量的增加,耐CO2腐蚀效果增强。CO2分压是影响腐蚀速率的主要因素,CO2腐蚀率随着CO2分压的增加而加快(图1)。在工程上,一般把CO2分压为0.02MPa确定为发生CO2腐蚀的临界值。油井温度一般随井深的增加而升高,在多数情况下,CO2分压的增加和温度的升高是同步的。

L80 13CR石油套管和超级13cr在金属里虽然属于合金管,可是准确来说是根据API 5CT标准规范生产,并根据石油协会标准里的化学分析和力学性能来规范13cr生产的不锈钢无缝管。
L80-13cr石油套管钢管CO2腐蚀性能分析
二氧化碳腐蚀在石油开采中普遍存在,石油套管常直接遭遇严重腐蚀,对于温度压力的CO2腐蚀,普通的碳钢或者低碳合金钢就能基本满足腐蚀要求,如常用的N80 P110 J55。随着石油开采的深度加大,油套管所处的温度压力越高,腐蚀环境越来越苛刻,普通管材不能达到腐蚀性能要求,对此油田采用高级耐腐蚀钢管,如 316L不锈钢、304L不锈钢。奥氏体不锈钢等普通不锈钢,甚至还采用 HP13CR(超级13cr)、18cr、22cr、 25cr等双相不锈钢和 SAF2205等高级不锈钢,这些钢虽然有很好的耐腐蚀性能,但其成本却远远高于普通油套管钢,显著影响石油开采的经济效益
研究表明,普通13cr钢的耐腐蚀性和价格均介于普通碳钢和高级耐腐蚀钢质检,因此对于温度和压力较高的油套管腐蚀环境,研究13cr钢的CO2腐蚀问题就显得必要。


