前景廣闊的鎳基合金油井管

　　文/張忠鏵，張春霞·寶山鋼鐵股份有限公司

　　高酸性油氣田是指油氣資源中含有很高的硫化氫（一種特毒性氣體）含量，同時又含有二氧化碳等腐蝕性氣體。我國在川東北地區勘探開發的特大型氣田就屬于高酸性油氣田。對于這些地質結構復雜、高溫高壓、高腐蝕介質環境的大型高酸性天然氣來說，一般常用的鋼材無法都滿足其對腐蝕的高要求。

　　基于此，鎳基合金油井管道進入了人們的視線，其中G3鎳基合金油井管是其中最具代表性的一種。

特點

　　一提起鎳基合金，很多人都會聯想到航空航天和核電領域。的確，鎳基合金是一種新型高端的合金材料。作為鎳基合金家族的佼佼者，G3鎳基合金油井管具有以下幾個特點。

　　（1）合金含量極高，其中Ni、MO、Cr等合金含量高達80%，一般的超級雙相不銹鋼中合金含量則不會超過40%。

　　（2）制造工藝復雜，G3鎳基合金由于高溫變形抗力大，靠穿孔工藝根本“穿不動”,只能通過在中間打孔以后一根一根“擠出來”.

　　（3）材料強度突出，鎳基合金為單相奧氏體組織，成型之初的強度僅有200Mpa左右，而高酸性氣田用油井管一般都要求強度在760MPa以上，G3鎳基合金就是通過“硬生生”的冷軋工藝極好地提高了自身的材料強度，從而滿足高酸性油氣田的特殊需求。

　　（4）抗腐蝕性能優異，在150℃以下，無論二氧化碳和硫化氫的分壓有多高，氯離子濃度有多大，G3鎳基合金油井管長期使用后仍然光亮如新。

　　（5）生產要求嚴格，井深高達5000m以上的天然氣井，從地面到井底，每一根油套管都是通過特殊螺紋連接，而G3鎳基合金在加工的過程中，特別容易“粘刀”極易損壞加工用刀具，加工效率不及常規鋼鐵產品的5%。另外，5000多米的井深，通常會有20~30°的“狗腿度”，如何保證天然氣不泄漏，對特殊螺紋的密封性能也就提出了特別高的要求。
 

現狀

　　由于G3等鎳基合金油井管制造工序復雜、生產難度大、品質要求嚴格，長期以來，鎳基合金油井管的制造技術被國外少數鋼鐵制造商所壟斷，國內市場價格也一度高達每噸80萬元/t。

　　2006年，寶鋼在國內率先開展G3鎳基合金油井管的國產化攻關工作，經過課題組成員的共同努力，產品于2007年7月首次試制成功，并于2009年6月首次在中石化普光氣田成功下井。在專家論證會上，評審專家一致認為，寶鋼開發的G3鎳基合金油井管填補了國內空白，產品質量達到國際先進水平，同時具備了批量生產的能力，為我國天然氣工業的發展作出了突出貢獻。