API标准中可选用L80-13Cr钢级管材进行CO2腐蚀环境下油气开采
其在150℃以下具有较好的抗CO2腐蚀能力,但当温度高于150℃,且H2S气体浓度较高时,L80-13Cr钢级管材的抗局部腐蚀性能就较差。实验证明,在13Cr马氏体不锈钢中通过添加镍元素和钼元素,可使其在CO2环境中拥有优良的抗点蚀和抗均匀腐蚀性能。国外将含镍5%、含钼2%左右的13Cr马氏体不锈钢称为SUP13Cr,国内钢铁行业将其称为超级13Cr,天津钢管集团有限公司将开发的13Cr钢种称为TP110-SUP13Cr,属于马氏体不锈钢,具有优良的抗CO2腐蚀性能。




L80 13CR具有良好的耐腐蚀性能,又能通过热处理进行强化,常用语塑性较高的结构件,特别在抗CO2腐蚀的石油套管,油井管上起着重要的作用,随着石油行业的发展,深井及超深井在使用管材方面 根据其地形苛刻的条件越来越严格,普通管材很难满足性能要求,从经济效益考虑,L80 13CR不锈钢石油套管在腐蚀环境下比碳钢油井管使用寿命更长,价值更高,使得 13CR系列(L80 13CR和超级13cr)耐腐蚀石油套管有很好的发展前景。
通过样件实验 结果表明
1、L80 13CR采用保温淬火工艺加回火工艺的处理,2Cr13(L80 13cr)性能满足API 5CR中LL80钢级的要求
2、2cr13淬火后,在相同的保温时间下,随着回火温度的升高,硬度,强度总体上趋于下降,冲击功和延伸率趋于升高
L80-1Cr和L80-3Cr经济型抗CO2腐蚀油井管,价格不到13Cr马氏体不锈钢的60%,已发往客户的相关产品获得广泛好评,市场前景令人看好。


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。
