摘要：中国深层高含硫油气资源丰富、潜力巨大,是未来重要的接替资源,但深部油气勘探开发及苛刻服役工况(超高温、超高压、高含酸性气体)对油井管柱强度和抗硫化物应力腐蚀开裂(SSC)性能提出了更高的挑战和要求。油井管柱轻量化和完整性是其安全高效开发的重要保障,这对油井管强度和SSC提出了更高的要求。由于强度升高会导致更高的SSC敏感性,因此强韧性与SSC抗性的匹配成为油井管安全服役的关键。为此,在系统分析钢质油井管的SSC机制及影响因素的基础上,分析了高强度低合金钢抗硫油井管产品体系、材料开发及SSC试验评价的技术现状,展望了未来发展方向。研究结果表明:①钢质油井管发生SSC的本质在于氢与钢中缺陷的相互作用,而冶金因素(如化学元素、显微组织等)决定着钢中缺陷种类、数量及分布;②通过化学成分优化、纳米级析出相调控、夹杂物优化、降低位错密度等方法获得均匀细小的马氏体组织及均匀弥散分布的纳米级碳化物是改善125 ksi(1 ksi=6.895 MPa)钢SSC抗性的有效途径;③传统SSC试验方法已不适用于高强度抗硫油井管的评价,应建立适合于超深井工况的SSC风险分级指标,形成适用于超深井用高强度抗硫油井管的全尺寸SSC评价方法。结论认为:①提出了利用材料基因工程技术加快具有理论意义和应用价值的抗硫油井管成分—组织设计及开发理念;②应持续加快125 ksi抗硫油井管的研发,明确其质量控制体系和应用边界,为深层高含硫气井用高强度抗硫油井管的安全服役提供支撑。

摘要：随着对深层碳酸盐岩、新区、页岩等油气勘探开发力度的加大,油气田的地层条件和介质环境变得更为苛刻复杂,油套管柱变形、泄漏、腐蚀、挤毁、破裂等失效事故时有发生;加上特殊结构井和特殊工艺井、特殊增产改造措施等对油套管柱提出的新要求,油套管柱面临着一系列新的挑战和难题需要破解。为此,围绕我国石油天然气工业增储上产的迫切需求和深井超深井、特殊结构和特殊工艺井、强酸/大排量高压力反复酸化压裂增产改造等复杂工况油套管柱失效频发的技术难题,历经十余年攻关,取得了一系列试验研究进展与重要技术成果,主要包括:(1)形成了基于气井全生命周期的油套管腐蚀选材评价、腐蚀控制和油套管柱完整性技术;(2)形成了油套管柱螺纹连接结构和密封可靠性设计评价及配套技术;(3)研发并形成了低渗透致密气井经济高效开发“API长圆螺纹套管+CATTS101高级螺纹密封脂”套管柱技术;(4)建立了高温高压等复杂工况油套管柱结构和密封完整性试验平台和评价技术。进而根据当前国家大力提升油气勘探开发力度的新要求和面临的新问题,提出了继续深入开展深层、酸性环境、页岩气等复杂工况油套管柱失效控制与完整性研究攻关的若干建议。结论认为,上述技术成果有力地支撑了我国重点油气田的经济有效开发。

摘要：为了确定某集气管道环焊缝开裂失效的原因,对失效样品进行了宏观形貌分析、理化性能试验、焊缝性能试验、断口微观形貌及能谱分析。结果表明,失效样品材料的理化性能均符合GB/T 9711—2017、SY/T 5257—2012和SY/T 4103—2006标准的要求;环焊缝部位存在长度为175 mm的裂纹,裂纹从环焊缝的内表面扩展至环焊缝的外表面,环焊缝开裂断口呈现脆性断裂特征,腐蚀产物中存在大量的S元素。管道服役时在内压作用下管道环焊缝部位存在轴向拉应力,因而在湿硫化氢与拉应力和焊接缺陷的综合作用下使管道的环焊缝部位发生了应力腐蚀开裂。

摘要：二氧化碳驱既可实现提高原油采收率又可实现CO_(2)气体的埋存,是一项促进低碳绿色发展和应对气候变化的三次采油技术。针对二氧化碳驱注入井管柱,建立了基于CO_(2)分压、注入压力和注入流速的多相流腐蚀模型,明确了注入CO_(2)温度、压力、注入工艺对注入井管柱温度分布的影响规律。研究表明:在井口部分,由于在注入期间与注入液体接触,因此井口温度和流体温度相近;随着井口注入温度的升高,井筒内流体压力降低,压力差逐步增大;注入压力、注入流速对井筒内流体的温度分布影响不大,不同注入压力下井筒流体温度分布基本相同。研究结果可为优化井口注入参数、改进注入系统设计提供数据支持。