高pH值完井液中超级13Cr油管的腐蚀失效及SCC机制

• 作者: 吕祥鸿 张晔 王晨 薛艳 谢俊锋
• 来源期刊: 中国石油大学学报(自然科学版)
• 关键词: 超级13Cr油管 高pH值完井液 腐蚀失效 腐蚀机制 SCC机制
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 所属期刊栏目: 石油机械工程
• 页码范围: 141-148
• 页数: 8页
• 分类号: TG146.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1673-5005.2020.01.016

摘要

通过对某失效高压气井超级13Cr油管的开裂原因、腐蚀形貌、腐蚀产物及有限元分析,探讨超级13Cr油管在高pH值完井液的腐蚀失效及应力腐蚀开裂(SCC)机制.结果 表明:超级13Cr油管在高pH值完井液中发生应力腐蚀开裂,裂纹大多起源于油管外壁局部腐蚀坑处,其扩展方式由最初的穿晶解理开裂转变为沿晶开裂;超级13Cr油管外壁发生明显的腐蚀,腐蚀产物层厚度随井深增加显著增大,由外到内依次为Ca3(PO4)2沉积层、FeCr2O4高温氧化产物层及Fe3O4主要腐蚀产物层,其中Fe3O4腐蚀产物层出现较为明显的双向生长现象;超级13Cr油管在井下工况中的腐蚀机制为金属离子和氧离子在氧化膜和腐蚀产物膜中的反应扩散过程,其SCC开裂以阳极溶解机制为主,辅以膜致开裂机制,而疲劳载荷的存在促进了SCC裂纹的萌生和扩展.