勝利油田某油井盲管腐蝕穿孔的原因

(勝利油田分公司 海洋采油廠,東營 257000)

某油井于2007年9月電泵投產(chǎn)，投產(chǎn)層位Ng24234，逆向擠壓充填防砂，至2014年10月該井故障關(guān)井?，F(xiàn)場驗(yàn)證認(rèn)為管柱砂埋導(dǎo)致過載停機(jī)，在打撈出原井防砂管柱時發(fā)現(xiàn)盲管處有多處腐蝕穿孔。該油井產(chǎn)出原油含水率較高，超過90%，含CO2，不含硫化氫及其他有毒氣體，油層溫度65 ℃，油層流壓為12.7 MPa，盲管主要在含CO2/原油/水多相的中低溫高壓環(huán)境中服役。此外，盲管穿孔位置對應(yīng)深度為1 930.07 m(垂深1 443 m)，正處于油田射孔井段1 926.4～1 931.0 m。鑒于擠壓充填防砂容易發(fā)生局部射流，導(dǎo)致油管發(fā)生沖刷腐蝕穿孔，具有典型性。因此，本工作對穿孔盲管進(jìn)行失效分析，以期找到腐蝕穿孔原因，并采取有效措施，防止類似穿孔事件再次發(fā)生。

1　理化檢驗(yàn)

根據(jù)盲管腐蝕情況及外觀形貌，切割樣品，分別從腐蝕穿孔管段微觀形貌、化學(xué)成分及金相組織、微觀形貌及成分、腐蝕產(chǎn)物物質(zhì)組成和盲管現(xiàn)場服役工況等方面，對管件進(jìn)行失效原因分析。

1.1　宏觀形貌

由圖1(a)、(b)可見：盲管外壁正反面各出現(xiàn)了一個腐蝕孔，盲管正面穿孔尺寸約為4.5 cm×2.5 cm，從腐蝕穿孔形貌可以判斷其穿孔是由外向內(nèi)發(fā)生的；盲管反面穿孔尺寸約為3.0 cm×1.3 cm，為由內(nèi)向外腐蝕穿孔。未穿孔部位附著大量黃褐色及黑色腐蝕產(chǎn)物。為進(jìn)一步觀察盲管內(nèi)部腐蝕及穿孔情況，將盲管沿軸向剖開，管道內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物呈紅褐色，見圖1(c)。由圖1(d)可見：對應(yīng)反面內(nèi)壁穿孔周圍存在大量大小不一的蝕坑。

1.2　化學(xué)成分及金相組織

從盲管上取樣，尺寸為20mm×15mm×4mm，用砂紙(200～1000號)逐級打磨試樣表面，利用直讀波譜儀對試樣的化學(xué)成分進(jìn)行分析，結(jié)果見表1。由表1可見：盲管材料符合標(biāo)準(zhǔn)API Spec 5CT對N80鋼的要求。

每個省份調(diào)查至少覆蓋40%地級市，每個地級市至少覆蓋1個城區(qū)和1個縣，覆蓋小學(xué)、初中、高中全年級……近日，三部委組織開展兒童青少年近視調(diào)查工作，摸底掌握各地近視率基數(shù)。此前印發(fā)的《綜合防控兒童青少年近視實(shí)施方案》要求，在核實(shí)2018年兒童青少年近視率基礎(chǔ)上，從2019年起將近視防控納入政府考核。這正是：

(a)　外壁，正面 (b)　外壁，反面

(c)　內(nèi)壁，正面 (d)　內(nèi)壁，反面圖1　失效盲管內(nèi)、外壁宏觀腐蝕形貌Fig. 1　Macro corrosion morphology of inner wall and outer wall of failed blind tube: (a) outer wall, front; (b) out wall, back; (c) inner wall, front; (d) inner wall, back

表1　化學(xué)成分分析結(jié)果Tab. 1　Results of chemical composition analysis　%

工會作為維護(hù)廣大職工利益的社會團(tuán)體，自成立之日起便以維護(hù)職工利益作為出發(fā)點(diǎn)。工會會計的核算有異于其它會計，但其中仍存在一定的會計風(fēng)險，在一定程度上應(yīng)得到工會重視，由此進(jìn)一步得以規(guī)范和加強(qiáng)。

(a)　未穿孔 (b)　穿孔圖2　未穿孔和穿孔試樣的金相組織Fig. 2　Microstructure of samples without (a) and with (b) perforation

1.3　腐蝕產(chǎn)物微觀形貌及成分

對盲管穿孔和未穿孔部位分別取樣，利用掃描電子顯微鏡(SEM)和能譜儀(EDS)對內(nèi)/外壁表面的腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行微觀形貌觀察和成分分析。

由圖3可見：外壁腐蝕產(chǎn)物相對比較致密完整，對基體保護(hù)性較好；內(nèi)壁為密集的麥粒狀腐蝕產(chǎn)物，也具有一定的保護(hù)作用。

正是基于這樣一種教學(xué)現(xiàn)狀和需求，筆者嘗試將體驗(yàn)式教學(xué)法與語法教學(xué)有效結(jié)合，在突破傳統(tǒng)的黑板+講授的單一方式基礎(chǔ)上，最大程度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，優(yōu)化教學(xué)效果，提高學(xué)習(xí)效率，提升課堂效益。

由圖5可見：盲管內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物呈雙層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)層腐蝕產(chǎn)物致密完整，外層腐蝕產(chǎn)物疏松；盲管外壁腐蝕產(chǎn)物呈多層膜結(jié)構(gòu)，內(nèi)層及次內(nèi)層腐蝕產(chǎn)物致密完整，外層腐蝕產(chǎn)物疏松多孔。

(a)　外壁 (b)　內(nèi)壁圖3　盲管未穿孔處內(nèi)、外壁表面微觀形貌Fig. 3　Microscopic surface morphology of outer wall (a) and inner wall (b) of the blind pipe without perforation

由圖4可見：盲管穿孔處外壁腐蝕產(chǎn)物疏松多孔，容易脫落；內(nèi)壁腐蝕產(chǎn)物為疏松的膠泥狀，存在大量孔隙，凹凸不平，高低落差較大，部分區(qū)域長有破碎的鼓泡。

(a)　外壁 (b)　內(nèi)壁圖4　盲管穿孔處內(nèi)、外壁表面微觀形貌Fig. 4　Microscopic surface morphology of outer wall (a) and inner wall (b) of the blind pipe with perforation

由圖7可知，支架頂梁的最大位移為8.27 mm，最大應(yīng)力為136.04 MPa。支架頂梁的變形是整個支架中變形最大的部分，但與頂梁的長度3 700 mm相比可以忽略，而其應(yīng)力卻遠(yuǎn)小于材料的屈服強(qiáng)度，故頂梁的結(jié)構(gòu)符合要求。

(a)　外壁 (b)　內(nèi)壁圖5　盲管未穿孔處腐蝕產(chǎn)物膜的SEM截面形貌Fig. 5　Cross-section morphology of outer wall (a) and inner wall (b) of the blind pipe without perforation

在具體的復(fù)習(xí)教學(xué)過程中，教師可以引導(dǎo)學(xué)生重新觀看教學(xué)視頻，通過視頻找到習(xí)題應(yīng)用的知識點(diǎn)，對其進(jìn)行反復(fù)觀察以及記錄，以提升學(xué)生的學(xué)習(xí)質(zhì)量以及自主學(xué)習(xí)能力。在此過程中，學(xué)生還可以根據(jù)自身的學(xué)習(xí)能力對視頻的速度以及內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整，提升復(fù)習(xí)工作的人性化，進(jìn)而提升自身的習(xí)題學(xué)習(xí)效率。

元素鍶（Sr）是人體不可缺少的一種微量元素，它是人體骨骼和牙齒的正常組成部分，對人體的功能主要是與骨骼的形成密切相關(guān)。我們知道，過多的鈉富存在體內(nèi)，容易引起高血壓、心血管疾病等，而鍶可以幫助人體減少對鈉的吸收，增加對鈉的排泄，因而對高血壓、心血管疾病起著預(yù)防作用。

在盲管腐蝕穿孔處及未穿孔處分別取樣，依據(jù)GB/T 13298-1991《金屬顯微組織檢驗(yàn)方法》制備試樣，經(jīng)預(yù)磨、拋光后，用4%(體積分?jǐn)?shù),下同)硝酸酒精溶液腐蝕，在光學(xué)顯微鏡下觀察試樣的金相組織,見圖2。由圖2可見：穿孔處和未穿孔處的盲管金相組織相同，均勻且無異常，無超尺寸夾雜物，組織均為珠光體+鐵素體。

1.4　腐蝕產(chǎn)物物質(zhì)組成分析

為了進(jìn)一步確定盲管腐蝕產(chǎn)物的物相組成，分別收集油管內(nèi)外壁腐蝕產(chǎn)物進(jìn)行XRD分析，分析結(jié)果如圖7所示。由圖7可見：盲管內(nèi)外壁腐蝕產(chǎn)物均主要由FeCO3、SiO2和Fe的氧化物構(gòu)成。腐蝕膜中也存在Fe3O4等鐵氧化合物，這可能是由于油管長時間暴露于空氣中，引起腐蝕膜及金屬表面的氧化導(dǎo)致的。

對圖5中各層腐蝕產(chǎn)物分別進(jìn)行EDS分析，結(jié)果如圖6所示。由圖6可見：盲管未穿孔處內(nèi)外壁腐蝕產(chǎn)物膜中均主要包含F(xiàn)e、O、Si、Cl等元素。外層腐蝕膜中Si含量較高，說明盲管內(nèi)外壁外層腐蝕產(chǎn)物中含有大量沙粒。

1.5　現(xiàn)場服役工況調(diào)研

由表2可見：采出水中Cl-含量較高，礦化度為9 687.63 mg/L，水型為Na2SO4型，pH為8.3。

2　失效原因

按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對該井N80盲管失效管段進(jìn)行檢測分析，結(jié)果表明，盲管的化學(xué)成分符合API Spec 5CT標(biāo)準(zhǔn)要求。盲管的宏觀形貌及微觀形貌表明，盲管腐蝕孔分別為由外向內(nèi)腐蝕穿孔和由內(nèi)向外腐蝕穿孔，未發(fā)生穿孔處腐蝕產(chǎn)物比較均勻致密，具有一定的保護(hù)性能，腐蝕穿孔處腐蝕產(chǎn)物膜疏松容易發(fā)生脫落。能譜分析結(jié)果表明，腐蝕產(chǎn)物主要含有Fe、O、Si、Cl等元素，外層腐蝕膜中Si含量較高。根據(jù)XRD結(jié)果，腐蝕產(chǎn)物主要是由FeCO3、Fe的氧化物以及SiO2構(gòu)成。結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研，該盲管主要在含CO2/原油/水的多相環(huán)境條件下服役，采出水中Cl-含量較高。

此外，管道管壁存在明顯的沖刷痕跡。盲管正處于射孔范圍管段，容易產(chǎn)生局部射流，如圖8所示。一旦盲管服役環(huán)境出現(xiàn)局部射流，首先，沙粒沖刷外壁，導(dǎo)致外壁局部腐蝕產(chǎn)物脫落，破壞腐蝕產(chǎn)物膜的完整性，局部裸露出的金屬基體暴露于腐蝕介質(zhì)中，容易發(fā)生局部腐蝕[1-2]。局部腐蝕形成，一方面由于腐蝕產(chǎn)物膜與無腐蝕產(chǎn)物膜覆蓋的區(qū)域電位差不同將會形成電偶腐蝕，形成大陰極小陽極的腐蝕特征[3]。另一方面，金屬發(fā)生局部腐蝕后，點(diǎn)蝕區(qū)pH下降，造成局部酸化，導(dǎo)致局部腐蝕速率很高[4-6]。金屬基體在以上兩個作用下不斷向下深挖，最終導(dǎo)致外壁腐蝕穿孔。外壁穿孔后，流體攜帶沙粒通過已穿孔位置，一方面進(jìn)一步擴(kuò)大外壁蝕孔，另一方面，流體通過外壁穿孔對盲管內(nèi)壁造成沖刷，導(dǎo)致內(nèi)壁局部腐蝕產(chǎn)物破損，進(jìn)一步發(fā)生內(nèi)壁局部腐蝕穿孔。

(a)　A

(b)　B

(c)　C

(d)　D

(e)　E圖6　盲管腐蝕產(chǎn)物膜的EDS圖譜Fig. 6　EDS patterns of corrosion scales on blind tube

(a)　外壁

(b)　內(nèi)壁圖7　盲管腐蝕產(chǎn)物膜的XRDFig. 7　XRD patterns of corrosion scales on outer wall (a) and inner wall (b) of the blind tube

K++Na+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-總礦化度3173.2842.32311.004360.371010.55789.729687.63

(1) 盲管處于含CO2/原油/水多相環(huán)境條件中，主要發(fā)生CO2腐蝕，由于穿孔管段處于油田射孔井段，容易發(fā)生局部射流，導(dǎo)致沖刷腐蝕穿孔。

目前，國內(nèi)外對油氣田中關(guān)于CO2腐蝕機(jī)理的研究已經(jīng)趨近成熟，學(xué)者對CO2腐蝕的反應(yīng)式也有較為統(tǒng)一的看法。CO2腐蝕產(chǎn)物主要為FeCO3，這與盲管的腐蝕產(chǎn)物成分相同，證明了該油井在此工況下發(fā)生的腐蝕類型主要為CO2腐蝕。

圖8　腐蝕原理圖Fig. 8　Schematic diagram of corrosion

3　結(jié)論

(2) 建議改善礪石填充，避免出現(xiàn)局部射流，盡量避免對管壁造成沖刷腐蝕。

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綜上所述，Eg感染過程中Tim-3誘導(dǎo)負(fù)性調(diào)控機(jī)制可能與TGF-β/Smads通路共同影響Treg細(xì)胞分化和IL-10的產(chǎn)生，但是Tim-3與Smad3/Smad7是如何相互作用的還值得進(jìn)一步探討，本課題組將繼續(xù)開展一系列相關(guān)研究，通過體內(nèi)外阻斷Tim-3功能試驗(yàn)研究其在細(xì)粒棘球蚴感染中的作用機(jī)制，為棘球蚴病的預(yù)防和治療提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

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