抗腐蚀油管

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。

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。

（1）目前13Cr钢在国内已基本实现了国产化，但在实际应用过程中还存在许多不足或缺陷，国内制造商或研发机构应进一步加强管材成分和结构设计、生产工艺优化等。

（2）由于国内对13Cr不锈钢的腐蚀行为研究还比较少，且零碎分散，应用目的单一。所以，应开展面系统的研究，如腐蚀类型包括常温均匀腐蚀、高温高压腐蚀、几种典型局部腐蚀等，腐蚀介质应有水溶液、含CO2油气井地层水、含H2S地层水、油田注水、酸化体系等，腐蚀性组分应有CO2、CO2/H2S、O2/H2O、各种加入缓蚀剂的强（混）酸等。

（3）目前对13Cr钢腐蚀机理的研究还不够，还有许多工作可做，如不同腐蚀环下的均匀腐蚀和局部腐蚀的机理、腐蚀产物膜的防护机制和不同条件下发生点蚀临界条件等。

（3）（4）对碳钢或低合金钢的阻垢性能良好

天津市达利普石油管材有限公司

刘金志

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