前景廣闊的鎳基合金油井管

　　文/張忠鏵，張春霞·寶山鋼鐵股份有限公司

　　高酸性油氣田是指油氣資源中含有很高的硫化氫（一種特毒性氣體）含量，同時又含有二氧化碳等腐蝕性氣體。我國在川東北地區(qū)勘探開發(fā)的特大型氣田就屬于高酸性油氣田。對于這些地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高溫高壓、高腐蝕介質(zhì)環(huán)境的大型高酸性天然氣來說，一般常用的鋼材無法都滿足其對腐蝕的高要求。

　　基于此，鎳基合金油井管道進(jìn)入了人們的視線，其中G3鎳基合金油井管是其中最具代表性的一種。

特點

　　一提起鎳基合金，很多人都會聯(lián)想到航空航天和核電領(lǐng)域。的確，鎳基合金是一種新型高端的合金材料。作為鎳基合金家族的佼佼者，G3鎳基合金油井管具有以下幾個特點。

　　（1）合金含量極高，其中Ni、MO、Cr等合金含量高達(dá)80%，一般的超級雙相不銹鋼中合金含量則不會超過40%。

　　（2）制造工藝復(fù)雜，G3鎳基合金由于高溫變形抗力大，靠穿孔工藝根本“穿不動”,只能通過在中間打孔以后一根一根“擠出來”.

　　（3）材料強度突出，鎳基合金為單相奧氏體組織，成型之初的強度僅有200Mpa左右，而高酸性氣田用油井管一般都要求強度在760MPa以上，G3鎳基合金就是通過“硬生生”的冷軋工藝極好地提高了自身的材料強度，從而滿足高酸性油氣田的特殊需求。

　　（4）抗腐蝕性能優(yōu)異，在150℃以下，無論二氧化碳和硫化氫的分壓有多高，氯離子濃度有多大，G3鎳基合金油井管長期使用后仍然光亮如新。

　　（5）生產(chǎn)要求嚴(yán)格，井深高達(dá)5000m以上的天然氣井，從地面到井底，每一根油套管都是通過特殊螺紋連接，而G3鎳基合金在加工的過程中，特別容易“粘刀”極易損壞加工用刀具，加工效率不及常規(guī)鋼鐵產(chǎn)品的5%。另外，5000多米的井深，通常會有20~30°的“狗腿度”，如何保證天然氣不泄漏，對特殊螺紋的密封性能也就提出了特別高的要求。
 

現(xiàn)狀

　　由于G3等鎳基合金油井管制造工序復(fù)雜、生產(chǎn)難度大、品質(zhì)要求嚴(yán)格，長期以來，鎳基合金油井管的制造技術(shù)被國外少數(shù)鋼鐵制造商所壟斷，國內(nèi)市場價格也一度高達(dá)每噸80萬元/t。

　　2006年，寶鋼在國內(nèi)率先開展G3鎳基合金油井管的國產(chǎn)化攻關(guān)工作，經(jīng)過課題組成員的共同努力，產(chǎn)品于2007年7月首次試制成功，并于2009年6月首次在中石化普光氣田成功下井。在專家論證會上，評審專家一致認(rèn)為，寶鋼開發(fā)的G3鎳基合金油井管填補了國內(nèi)空白，產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國際先進(jìn)水平，同時具備了批量生產(chǎn)的能力，為我國天然氣工業(yè)的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)。