[發明專利]一種耐二氧化碳腐蝕油井管及其制備方法

有效

• 申請號: 201911397403.3
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN113122682B
• 公開（公告）日: 2023-02-21
• 發明（設計）人: 黃順成;劉清友;尤依夢;汪兵;江來珠;賈書君;孫新軍;陳小平;黃濤;李拔;童帥
• 申請（專利權）人: 上海嘉吉成動能科技有限公司;鋼鐵研究總院
• 主分類號: C21D1/18
• 分類號: C21D1/18;C21D1/25;C21D6/00;C21D9/08;C22C38/02;C22C38/04;C22C38/06;C22C38/44;C22C38/46;B21B1/46;B21B19/04;B21B37/74
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所有限公司 11386
• 代理人: 程虹

本發明公開了一種耐二氧化碳腐蝕油井管及其制備方法，屬于耐蝕油井管技術領域，解決了現有技術中耐二氧化碳腐蝕油井管制造成本高、低含量(Ni約2％，Cr約3％)鎳鉻紅土礦資源被當成廢礦閑置處理等問題，在滿足機械性能的基礎上提高CO₂環境、低含硫環境及含氧環境的耐蝕能力。本發明油井管以重量百分比計的化學成分為：C：0.05％～0.075％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.40％～0.70％、Ni：1.6％～2.0％、Cr：3.0％～3.5％、Mo：0.30％～0.50％、V：0.03％～0.05％、Al：0.01％～0.03％、P≤0.03％、S≤0.01％，余量為Fe及不可避免的雜質。本發明油井管在具有良好機械性能的基礎上具有較高的耐蝕性能，提高了油井管的使用壽命。

技術領域

本發明屬于耐蝕油井管技術領域，特別涉及一種耐二氧化碳腐蝕油井管及其制備方法。

背景技術

我國大部分油氣田為低滲透油藏，傳統水驅采油方式會造成注不進水、采不出油的現象。二氧化碳驅油新技術可使采收率提高15-20％。近年來，隨著深層油氣井的不斷開發以及二氧化碳驅強化采油技術的廣泛應用，油氣井采出液中含有氣體不斷增多。二氧化碳常作為石油伴生氣或天然氣的組分之一存在于油氣中，同時，原油增產技術中注二氧化碳強化開采工藝(EOR)也把二氧化碳帶入原油的鉆采集輸系統。一般來說，干燥的二氧化碳對鋼鐵沒有腐蝕，但其在潮濕的環境下或溶于水后對鋼鐵有極強的腐蝕性。在溶于水后，在相同的濃度下，其總酸度比鹽酸更高，它對鋼鐵的腐蝕比強酸還要嚴重。二氧化碳腐蝕可能讓管道的實際使用壽命大大縮短，造成早期腐蝕失效，使管道表面出現坑蝕穿孔等嚴重腐蝕破壞現象。目前，美國國家腐蝕工程師協會、法國ELF等國外多家研究機構都在從事耐CO₂腐蝕金屬管道的研究，而我國在CO₂腐蝕防護研究方面也展開了一些工作。

集輸管線是將天然氣從氣井輸送到集氣站或將油井產出液(油、水、氣)輸送到聯合站的管線，采出的原油、天然氣成分復雜，含有大量的污水、伴生氣、H₂S和CO₂等，管內的這些介質對管線的腐蝕速度影響很大，集輸管線的腐蝕也日益加劇。

很多油氣田微含硫，含量不高但按國際標準選材需要13Cr以上級別，使用高級別的材質增加投資，降低開發效益。

紅土鎳礦資源為硫化鎳礦巖體風化―淋濾―沉積形成的地表風化殼性礦床，使用紅土鎳礦冶煉出的鐵水本身含有一定含量的鎳和鉻，從而可以大幅減少冶煉不銹鋼等產品所需要的合金添加量，減少生產成本。目前使用鎳鉻含量較高的紅土鎳礦冶煉不銹鋼已經是成熟并規?；瘧玫募夹g。鎳鉻含量較高的紅土鎳礦伴生有大量的低含量(Ni約2％，Cr約3％)鎳鉻紅土礦資源，這些低含量(Ni約2％，Cr約3％)鎳鉻紅土礦資源目前被當成廢礦閑置處理。針對集輸管線、二氧化碳環境以及低含硫+二氧化碳環境腐蝕，基于低含量鎳鉻紅土鎳礦資源開發一種新型油井管材料，以期能夠在滿足機械性能的基礎上提高CO₂環境、低含硫環境及含氧環境的耐蝕能力，形成低成本管材解決方案。

發明內容

鑒于以上分析，本發明旨在提供一種耐二氧化碳腐蝕油井管及其制備方法，用以解決現有技術中耐二氧化碳腐蝕油井管制造成本高、低含量(Ni約2％，Cr約3％)鎳鉻紅土礦資源被當成廢礦閑置處理等問題，在滿足機械性能的基礎上提高CO₂環境、低含硫環境及含氧環境的耐蝕能力。

本發明的目的主要是通過以下技術方案實現的：

一方面，本發明公開了一種耐二氧化碳腐蝕油井管，以重量百分比計的化學成分為：C：0.05％～0.075％、Si：0.15％～0.30％、Mn：0.40％～0.70％、Ni：1.6％～2.0％、Cr：3.0％～3.5％、Mo：0.30％～0.50％、V：0.03％～0.05％、Al：0.01％～0.03％、P≤0.03％、S≤0.01％，余量為Fe及不可避免的雜質。

進一步的，Mo的含量為0.35％～0.45％。