CO2驅(qū)驅(qū)油采油技術(shù)能有效降低CO2排放，某油田的 CO2驅(qū)注井于2008年4月30日開始注氣，2009年10月24日發(fā)生了P110油管在井下約500m處的腐蝕開裂事故，導(dǎo)致數(shù)口油井報(bào)廢，損失在億元以上。該油田所用油管規(guī)格Φ73mm、壁厚5.5mm.油管輸送介質(zhì)為液態(tài)CO2（含微量水分），外部（環(huán)空內(nèi)）為添加緩蝕劑的水。注氣井口靠油管懸重連接，無額外應(yīng)力。井深約2400米，地面到井底油管總重力約220KN。
 

斷口的宏觀形貌


管壁外表面樹枝狀裂紋


裂紋截面形貌



管壁縱截面金相組織 箭頭所示為夾雜物顆粒


斷口上縱向裂紋斷面


縱向裂紋不同部位的微觀形貌特征


縱向裂紋尖端疲勞裂紋區(qū)和脆性斷裂區(qū)分界線


裂紋尖端顯微形貌


拉伸試樣斷口宏觀形貌對(duì)比


拉伸試樣斷口的陳舊裂紋


斷口附近管壁內(nèi)外表面腐蝕形貌觀察


裂紋尖端腐蝕產(chǎn)物EDS能譜分析的位置

 

　　油管材質(zhì)的平均化學(xué)成分、力學(xué)性能均能達(dá)到API Spec 5CT標(biāo)準(zhǔn)（第8版）的要求；其金相組織為正常的低碳馬氏體組織，夾雜物為球形，尺寸小。油管材料不存在質(zhì)量問題。

　　油管失效由管壁外表面的多裂紋引起的，從裂紋斷口的宏觀和微觀形貌判斷這些裂紋的具有應(yīng)力腐蝕裂紋的特征。

　　對(duì)失效油管的受力條件、環(huán)境腐蝕性、材質(zhì)性能和管壁內(nèi)外表面的腐蝕產(chǎn)物的分析表明，油管具備發(fā)生應(yīng)力腐蝕的所有條件，敏感介質(zhì)為含CO2、Cl-、SO42-及少量S2-（H2S）的偏酸性的高壓低溫水溶液。

　　斷裂力學(xué)計(jì)算表明，單純的機(jī)械作用難以導(dǎo)致油管斷裂，油管具有較高的應(yīng)力腐蝕敏感性導(dǎo)致了應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生、擴(kuò)展直至斷裂。

　　分析結(jié)果表明，該油管斷裂不是偶然事件，失效管體上普遍存在外部裂紋。根據(jù)油管的服役條件判斷，這種裂紋可能在一定深度的井下管體上普遍發(fā)生，因此建議對(duì)類似服役條件的油管進(jìn)行進(jìn)一步抽樣檢測(cè)。