油气井腐蚀防护与材质选择指南

《油气井腐蚀防护与材质选择指南》介绍了H2S、CO2腐蚀的影响因素、预测方法和防护技术，同时以大量的技术图表为基础，详细说明了H2S、CO2腐蚀环境下，油气井用石油管材、橡胶材料、塑料的选择方法，以及油气井用石油管材防完井液和酸化工作液腐蚀的能力。提供了油气井用石油管材选择流程图表(含注入井)、油管和套管扣型选择流程图、现场应用数据及相关油管、套管使用性能参数。
《油气井腐蚀防护与材质选择指南》可供从事油气井完井工程、腐蚀与防护技术的工程技术人员参考。

第一章 油气井腐蚀机理与类型
第一节 腐蚀机理
一、CO2腐蚀机理
二、H2S腐蚀机理
三、CO2/H2S/O2腐蚀速度比较
第二节 腐蚀类型
一、全面腐蚀
二、局部腐蚀
三、电偶腐蚀
四、环境开裂
五、流体流动腐蚀

第二章 油气井腐蚀影响因素与预测方法
第一节 油气井腐蚀影响因素
一、CO2腐蚀
二、H2S腐蚀
三、冲蚀腐蚀
第二节 腐蚀预测模型
一、CO2腐蚀预测模型
二、H2S腐蚀预测模型
三、H2S+CO2腐蚀预测模型

第三章 油气井腐蚀防护
第一节 缓蚀剂防护
第二节 涂镀层防护
一、有机材料涂层
二、金属材料涂层
三、化学镀层
第三节 玻璃钢防护
一、玻璃钢油管
二、内衬玻璃钢油管
第四节 耐蚀合金防护
一、单一耐蚀合金
二、耐蚀合金+碳钢/低合金钢
第五节 防腐技术对比

第四章 耐蚀合金性能影响因素
第一节 合金添加元素在特定合金中的作用
一、不锈钢
二、镍及镍基合金
第二节 全面腐蚀性能影响因素
一、合金添加元素的影响
二、环境因素的影响
第三节 点蚀性能影响因素
一、合金添加元素的影响
二、环境因素的影响
三、点蚀当量指数计算
四、点蚀当量指数的应用
第四节 环境开裂性能影响因素
一、氯化物应力腐蚀开裂
二、硫化物应力开裂
三、合金添加元素的影响
四、环境因素的影响
第五节 耐蚀合金性能对比
一、CS、3Cr和13Cr性能对比
二、13Cr和M13Cr性能对比
三、13Cr和HP1(2)-13Cr性能对比
四、13Cr和15Cr性能对比
五、22Cr和25Cr性能对比
六、321、316Ti、22Cr和254SMO性能对比
七、部分镍基合金性能对比
八、合金718和合金925性能对比
九、合金825和合金028性能对比
十、N80、P110、3Cr和5Cr性能对比
十一、L80-9Cr、L80-13Cr和P110性能对比
十二、3Cr、5Cr和L,80性能对比
十三、3Cr和L80非酸性环境使用极限条件对比
十四、3Cr和L80酸性环境使用极限条件对比
十五、S13Cr酸性环境使用极限条件
十六、S13CrSS酸性环境使用极限条件
十七、合金450酸性环境使用极限条件
十八、17-4PH酸性环境使用极限条件
十九、22Cr酸性环境使用极限条件
二十、耐蚀合金电偶腐蚀性能对比

第五章 耐蚀合金材质选择与应用情况
第一节 概述
一、H2O+Cl-+H2S系统
二、H2O+Cl-+CO2系统
三、H2O+Cl-+CO2+H2S系统
第二节 油气井主要腐蚀环境
第三节 耐蚀合金选择成本因素
第四节 耐蚀合金材质选择
第五节 耐蚀合金应用情况

第六章 油管、套管材质与扣型选择图表
第一节 油管、套管材质选择图表
第二节 油管、套管扣型选择图表

第七章 耐蚀合金与完井液
第一节 耐蚀合金与卤化物溶液的兼容性
一、腐蚀机理
二、卤化物溶液的兼容性
三、卤化物溶液的腐蚀性调查
第二节 耐蚀合金与甲酸盐溶液的兼容性
一、甲酸盐溶液的性质
二、甲酸盐溶液的兼容性
三、甲酸盐溶液的腐蚀性调查
第三节 耐蚀合金防完井液腐蚀陛能对比
一、CS和CRA防腐性能对比
二、CRA防SCC性能对比

第八章 耐蚀合金与酸化工作液
第一节 缓蚀剂
第二节 缓蚀剂性能
一、缓蚀剂高温有效时间
二、缓蚀剂缓蚀效果
第三节 缓蚀条件下耐蚀合金防酸液腐蚀性能对比

第九章 井口装置与采气树材质选择
第一节 井口装置与采气树
第二节 材质选择

第十章 橡胶材料及塑料材质选择
第一节 油气田常用橡胶材料及其适用条件
一、丁腈橡胶
二、氢化丁腈橡胶
三、氟橡胶
四、全氟橡胶
五、适用条件
第二节 油气田常用塑料及其适用条件
一、聚醚醚酮
二、聚四氟乙烯
三、聚苯硫醚
四、尼龙
五、适用条件
第三节 封隔器橡胶材料选择指南
一、BOT封隔器密封件选择
二、Halliburton封隔器密封件选择

第十一章 油气井腐蚀系统控制
第一节 准备阶段
第二节 设计阶段
第三节 实施及监测阶段

第十二章 防CO2/H2S腐蚀油管、套管性能参数
附录
附录一油管、套管强度计算
一、挤毁压力
二、管子屈服载荷
三、内屈服压力
四、连接载荷
附录二常用计算与单位换算
一、H2S和CO2分压计算
二、H2s浓度换算
三、单位换算
四、腐蚀速度换算系数
附录三酸性环境焊接硬度控制
附录四油气井腐蚀与防护术语解释
查询索引
参考文献

（二）缝隙腐蚀
缝隙腐蚀发生在局部区域，如金属与金属或金属与非金属之间形成的间隙（缝隙），因而其腐蚀程度及位置受到周围环境的。沉积的碎屑或腐蚀产物也会导致发生腐蚀的间隙（缝隙）生成。缝隙腐蚀也被称作浓差电池腐蚀。产生缝隙腐蚀的机理有两种：氧浓差电池腐蚀和金属离子浓差电池腐蚀。氧浓差电池腐蚀的机理是由裂缝内外区域的氧浓度差异产生的电位差所致，相对于裂缝外面的区域，裂缝内面的区域呈阳性，裂缝外的区域由于氧含量较高，产生阴极氧化反应，导致缝隙腐蚀的腐蚀深度加深。对于金属离子浓差电池腐蚀而言，裂缝内外区域的电位差则是由金属离子的浓度差引起的。出现金属离子浓差电池腐蚀的情况时，腐蚀通常发生在裂缝的入口处。
由于很难观察到裂缝内部的腐蚀情况，从而使缝隙腐蚀的控制变得十分复杂。
控制缝隙腐蚀的主要途径有：选择合适的材料，如采用高cr和高Ni不锈钢，以及垫圈采用聚四氟乙烯等塑料材料，完善设计方案，在设计中尽量减少或消除缝隙存在的条件，少用螺栓和铆接的连接方式，尽可能采用焊接方式；根据腐蚀环境的腐蚀类型及腐蚀严重程度，选择合适的缓蚀剂和缓蚀剂用量，降低腐蚀环境对金属或合金的腐蚀能力；采用涂层密封缝隙的方法，消除两种金属或合金之间的缝隙；可能的话，定期清除缝隙之间的沉积物；采用化学保护措施。