隨著我國石油天然氣工業(yè)勘探開發(fā)的發(fā)展，特別是近十年來，含硫化氫、二氧化碳、氯離子及含水等多種腐蝕介質(zhì)的油氣田相繼出現(xiàn)，腐蝕問題越來越引起人們的關(guān)注。四川有大批氣田投入開發(fā)，這些氣田是典型的酸性氣田，天然氣中含有大量的H₂S和CO₂。此外，油氣中還可能含有礦化水以及多硫和單質(zhì)硫類絡(luò)合物等，具有較強(qiáng)的腐蝕性。引起酸性油氣田設(shè)施腐蝕的眾多因素中，H₂S是最危險(xiǎn)的，會(huì)導(dǎo)致氣田設(shè)備發(fā)生氫致開裂，在應(yīng)力的共同作用下則極易造成突發(fā)性的硫化物應(yīng)力腐蝕開裂，導(dǎo)致有毒氣體外泄，對安全生產(chǎn)和周圍環(huán)境造成極大的威脅。
  目前開發(fā)的四川氣田如川東、川東北、川南等均為含硫氣田。川東北已接氣井22口中，一般H₂S含量在10－300g/m³ 之間，最高達(dá)524g/m³；CO₂含量在15－204g/m³之間。由于缺乏酸性氣田開采經(jīng)驗(yàn)，開采初期西南油氣田采油樹的基本材質(zhì)為35CrMo和一種從法國進(jìn)口的馬氏體不銹鋼。投產(chǎn)幾年內(nèi)，多次發(fā)生了采油樹用35CrMo和法國進(jìn)口馬氏體不銹鋼材料的應(yīng)力腐蝕開裂事故，嚴(yán)重影響到安全生產(chǎn)。

圖1  35CrMoU形樣裂紋的宏觀形貌

圖2 法國不銹鋼的U形樣裂紋宏觀形貌

  通過材料失效分析發(fā)現(xiàn)，35CrMo鋼的耐SSCC性能略優(yōu)于法國進(jìn)口不銹鋼，通過選材研究發(fā)現(xiàn)，2205不銹鋼的耐蝕性能較好，可以作為替代材料使用，但要嚴(yán)格保證其合格的加工工藝和熱處理制度；35CrMo、法國不銹鋼、135不銹鋼均不適合作為該氣田的井口材料使用。因此，油田投入大量資金進(jìn)行材質(zhì)失效行為研究、防腐蝕工藝研發(fā)以及升級設(shè)備材質(zhì)，目前有效降低了井口設(shè)備的腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。