海上油田井下N80油管腐蚀失效分析
引 言
某油井于2010年6月投产,投产初期含水1.5%。该井为大斜度井,最大井斜74.98º。2015年10月故障停泵,停泵前含水81.7%,检修正常后稳定生产,到2016年9月含水升至91%。2019年3月换管柱,发现原井管柱3-1/2”EU油管多根油管腐蚀,且每根油管约有20多个1~2 mm的穿孔,对应深度为234~369 m。失效材料油管材料为N80。本研究针对选取一根穿孔油管(记为A管)和一根未穿孔油管(记为B管)作为失效分析对象,以期查明腐蚀穿孔原因。
宏观分析及壁厚测量
1.1 宏观形貌
A管、B管的管体外壁宏观形貌如图1所示。观察可知A管外壁有多处浮锈,无明显的油性物质附着,B管外壁整体附着一层油性物质。A管、B管的管端宏观形貌如图2所示,由图可知,A管的公扣内壁和端部发现明显的腐蚀坑,腐蚀产物为红棕色,取样进行腐蚀产物分析,而B管外壁未发现明显的腐蚀现象。
图1 A、B管外壁宏观形貌图
图2 A、B管管端宏观形貌图
1.2 解剖分析
将A油管沿轴线方向进行解剖,进一步观察发现油管内壁腐蚀情况,如图3所示。A油管内壁除了腐蚀穿孔的位置外,还发现多数腐蚀坑,最大腐蚀坑深度约为4.9 mm,其中带接箍一侧的管端内壁未发现明显的腐蚀。最近的腐蚀坑位于距离管端约97 mm处,从该位置开始管体周向多个方向均存在腐蚀坑,分别沿轴向向油管中部延伸,某些位置已形成穿孔(与外部观测到的穿孔位置吻合)。
进一步对比多处穿孔位置的内外壁形貌,如图4所示。观察可知内壁腐蚀坑面积较大,腐蚀坑中心向外壁进行径向扩展,直至穿孔,油管的腐蚀特征是内腐蚀。
图3 A油管带接箍一侧的管端内壁形貌
图4 腐蚀穿孔位置内壁形貌
整体观测A油管内壁腐蚀位置分布,如图5所示,发现腐蚀位置均位于管端两侧,周向共计5个方位均呈线性向中部扩展,其中带接箍一侧的内壁腐蚀坑(含穿孔位置)沿轴向最远延伸至距离管端3 m处,靠近油管中部的最后1 m腐蚀坑深度越来越小,直至消失;不带接箍的另一侧管端腐蚀坑从管端开始向中部延伸至1.5 m左右,随着....
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