牌号 所属油田 江汉油田 BG80-3Cr 中石化华东油田 中石化东北局 东南亚油气田 井矿条件 潜深10＃： Cl－为15％, PCO2=1.0Mpa，矿化度 20万mg/L,井深2225米； 注CO2井， CO2分压2Mpa，井深3200米，矿 化度10000mg/L。 开采CO2气井，CO2分压5.5Mpa. CO2分压3Mpa，矿化度20000mg/L. 开始使用 2003.9 2005.01 2005.06 2006.05 2005.1 2007.4
10.31
5.33 13.25 13.26 6.34
3Cr
中间层 表层
3Cr管经热处理和腐蚀后，表面Cr、Ni、Cu等耐蚀元 素发生明显富集，其中Cr富集量高达20％以上。
2. 3Cr系列腐蚀油套管
3Cr管权威机构评估结果
国家酸性腐蚀检测中心 “四川石油设计院”完成
BG80S-3Cr、BG95S－3Cr
2. 3Cr系列腐蚀油套管
3Cr抗腐蚀管表面腐蚀产物膜的元素分布
Cr 内层 1Cr 4.63 Fe 30.81 O 55.76 其他 8.8
中间层
表层 内层
10.56
12.88 5.49 13.83 29.22
24.53
20.01 38.72 6.43 4.85
54.60
61.78 42.54 66.48 59.59
／
方法A：加载90％SMYS经 720小时不断裂。 方法A：加载80％ SMYS经 720小时不断裂。
天津大 无缝
3Cr抗CO2 腐蚀油套管
TP110-3Cr
腐蚀性能与常规油套管 相比提高1倍以上
不具备抗硫能力
国外
迄今为止没有3Cr产品
2. 3Cr系列腐蚀油套管
产品的抗CO2腐蚀性能
腐蚀评价试验仅仅模 拟井矿介质中水的组 成、压力、流速，试 验时液体为100％的 水介质，而油套管实 际使用环境为油、气、 水的混合体，实际腐 蚀速率会大大降低。
2. 3Cr系列腐蚀油套管
宝钢3Cr产品经过模拟腐蚀后，没有产生局部腐蚀
试验条件：60℃，1.5m/s，1.5MPa，10d 试验介质：（Cl－：20000 mg/L、 SO42－： 2000 mg/L、 HCO3－：1000mg/L、 CO32－： 50mg/L、其余为Na++K+）
试验条件：90℃，1.5m/s，1.5MPa，10d 试验介质：（Cl－：20000 mg/L、 SO42－： 2000 mg/L、 HCO3－：1000mg/L、 CO32－： 50mg/L、其余为Na++K+）
套管品种的应用报道
●宝钢从 99年始率先在国内开展经济型抗 CO2腐蚀油套管研究，在
国内首次对油井管失效机理进行了全面系统研究并结合不同油气
田井矿腐蚀环境变化，自主开发出具有宝钢自主知识产权的3Cr系 列不同钢级牌号抗CO2腐蚀油套管。
2. 3Cr系列腐蚀油套管
宝钢3Cr产品钢级牌号齐全，涵盖API 5CT 80110钢级牌号， 分别开发出抗CO2、抗CO2＋H2S腐蚀等两个系列共7个品种。
矿化度20000mg/L, PCO2＝1Mpa ,深4470米
矿化度13000mg/L， PCO2＝2Mpa,井深4000米， 井底温度130 ℃ 不详
2005.12
2006.02 2004.12
2. 3Cr系列腐蚀油套管
用户使用报告
2. 3Cr系列腐蚀油套管
用户使用报告
四.选材建议
油井管的选择应结合油气井实际工
矿条件特别是井矿的矿化度、温度、
分压、流速、CO2、H2S、Cl-等腐蚀 气体含量等综合因素考虑。
防CO2 材料选择
产品类型 3Cr抗CO2腐 蚀油套管 3Cr抗 CO2+H2S腐蚀 油套管 牌号 BG(80-125)3Cr BG(80-95)S3Cr L80-13Cr BG13Cr110 13Cr系列 油套管 适用的工况环境 适用于中等CO2含量以下井况，具体选材视 井况寿命、开采成本而定； 适用CO2、H2S同时存在井矿，CO2含量中等 以下，具备常规抗硫管能力。 适合任意CO2分压，井底温度小于150 适用任意CO2分压，井底温度小于170℃
2. 3Cr系列腐蚀油套管
3Cr管权威机构评估结果
西安管材所对7吋 BG110-3Cr管进行过 全面评估，具体包括 螺纹参数、化学成分、 拉伸性能、冲击、上 卸扣、连接强度、抗 挤毁强度等，评估结 果全部满足API 5CT、 API Bull 5C2等要求。
2. 3Cr系列腐蚀油套管
3Cr抗腐蚀油套管在典型井矿应用实绩
厂家 产品类型 钢级牌号 抗CO2腐蚀性能 抗H2S应力腐蚀性能 (NACE TM 0177-2005)
3Cr抗CO2 腐蚀油套管 宝钢 3Cr抗CO2＋H2S 腐蚀油套管
BG80-3Cr BG90-3Cr BG95-3Cr BG110-3Cr
BG80S-3Cr BG90S-3Cr BG95S-3Cr 腐蚀性能与常规油套管 相比提高3倍以上
管的H2S应力腐蚀性能检 验和评估(报告号：
200210-399、200510712) ，产品完全达到抗 硫管性能要求。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2. 3Cr系列腐蚀油套管
3Cr管权威机构评估结果
西安管材所完成3Cr系列产品CO2腐蚀性能评估，评估表明：3Cr管 的抗CO2腐蚀性能和常规N80、P110等产品相比提高3倍以上。
导致油套管产生腐蚀的主要原因是油田拌生气中高的 CO2含量、油中高的Cl-、产出水量及其中高的Cl- ，铁离 子含量、低pH值及井中高温、高压和流体冲刷形成的强 腐蚀环境。
衡量管材CO2腐蚀行为应重点关注其局部腐蚀特征
1. CO2腐蚀特征
油套管CO2腐蚀失效形貌
2. 3Cr系列腐蚀油套管
●目前国际上抗 CO2腐蚀油套管成熟产品主要为 13Cr马氏体 不锈 钢、 22-25Cr 双相不锈钢等高合金品种，没有 3Cr 等中合金系列油
BG13Cr110U 适用任意CO2分压，井底温度小于180 ℃ BG13Cr110S 适用于任意CO2分压，微量H2S(< 0.01Mpa) 井矿 适用于高含CO2、H2S、Cl-等综合腐蚀井况， 具体参照ISO 15156标准选材
镍基合金 油套管
B2830-110 B2250-110
102 10MPa
22～25Cr 双相不锈钢
13Cr
超级13Cr
镍基合金
2MPa
CO2分压 (MPa)
0.01MPa
低Cr抗CO2、H2S腐蚀油套管
0.02MPa 10-2 碳钢
一般抗 硫管
高抗 硫管
102
10-5 10-5 10-2 0.00034 MPa 0.1MPa
H2S分压 (MPa)
抗CO2、H2S腐蚀油套管选材示意图
BG80S-3Cr BG95S-3Cr
BG90S-3Cr
中石化西南局 塔里木油田
CX566井: PCO2＝1Mpa, PH2S＝0.09Mpa,井深 4750米, 矿化度440mg/L,井底122℃
PCO2＝2Mpa, PH2S＝0.10Mpa,井深4000，矿化 度20000mg/L
塔里木油田
BG110-3Cr 大庆油田 中石化西北局
汇报内容
油井管CO2腐蚀特征
抗CO2 腐蚀油 套管
3Cr系列腐蚀油套管
选 材 建
议
石油管的腐蚀类型
按井下腐蚀介质的不同：
CO2腐蚀
石油管 的腐蚀 类型
H2S腐蚀
H2S+CO2腐蚀
Cl-作为腐蚀催化剂加速材料的腐蚀！
1. CO2腐蚀特征
CO2腐蚀是一种典型的电化学腐蚀。
CO2腐蚀类型主要表现为以点蚀、藓状腐蚀、台地状 腐蚀为主的局部腐蚀特征，且腐蚀速率很高。