CO2驅油用P110油管應力腐蝕開裂失效
2014-12-13 13:46:31
作者：本網整理來源：
CO2驅驅油采油技術能有效降低CO2排放，某油田的 CO2驅注井于2008年4月30日開始注氣，2009年10月24日發生了P110油管在井下約500m處的腐蝕開裂事故，導致數口油井報廢，損失在億元以上。該油田所用油管規格Φ73mm、壁厚5.5mm.油管輸送介質為液態CO2（含微量水分），外部（環空內）為添加緩蝕劑的水。注氣井口靠油管懸重連接，無額外應力。井深約2400米，地面到井底油管總重力約220KN。
斷口的宏觀形貌
管壁外表面樹枝狀裂紋
裂紋截面形貌
管壁縱截面金相組織 箭頭所示為夾雜物顆粒
斷口上縱向裂紋斷面
縱向裂紋不同部位的微觀形貌特征
縱向裂紋尖端疲勞裂紋區和脆性斷裂區分界線
裂紋尖端顯微形貌
拉伸試樣斷口宏觀形貌對比
拉伸試樣斷口的陳舊裂紋
斷口附近管壁內外表面腐蝕形貌觀察
裂紋尖端腐蝕產物EDS能譜分析的位置
結論：
油管材質的平均化學成分、力學性能均能達到API Spec 5CT標準（第8版）的要求；其金相組織為正常的低碳馬氏體組織，夾雜物為球形，尺寸小。油管材料不存在質量問題。
油管失效由管壁外表面的多裂紋引起的，從裂紋斷口的宏觀和微觀形貌判斷這些裂紋的具有應力腐蝕裂紋的特征。
對失效油管的受力條件、環境腐蝕性、材質性能和管壁內外表面的腐蝕產物的分析表明，油管具備發生應力腐蝕的所有條件，敏感介質為含CO2、Cl-、SO42-及少量S2-（H2S）的偏酸性的高壓低溫水溶液。
斷裂力學計算表明，單純的機械作用難以導致油管斷裂，油管具有較高的應力腐蝕敏感性導致了應力腐蝕裂紋的產生、擴展直至斷裂。
分析結果表明，該油管斷裂不是偶然事件，失效管體上普遍存在外部裂紋。根據油管的服役條件判斷，這種裂紋可能在一定深度的井下管體上普遍發生，因此建議對類似服役條件的油管進行進一步抽樣檢測。
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《石油工業環境典型應力腐蝕--案例與開裂機理》
《石油工業環境典型應力腐蝕--案例與開裂機理》
李曉剛 劉智勇 杜翠薇 董超芳 肖葵 程學群 著
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標簽： 開裂失效,
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