[发明专利]用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管及其制备方法

说明书

本发明涉及用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管及其制备方法，复合防腐蚀油气井管包括第一管体、第二管体和第三管体，第一管体的内侧壁以及外侧壁上均形成凸凹麻面结构，第一管体的两端外侧壁上设有公扣，第二管体的两端内侧壁上设有母扣，第三管体的两端外侧壁上设有公扣；第一管体一端的公扣与一个第二管体一端的母扣进行丝扣密封连接，形成第一套管组件；第三管体一端公扣与另一个第二管体一端母扣进行丝扣密封连接，形成第二套管组件；第一套管组件中的第一管体另一端的公扣与第二套管组件中的第二管体另一端的母扣进行丝扣密封连接，形成油气井管；油气井管内侧壁及外侧壁上、公扣端部、母扣端部、公扣与母扣接缝处均喷涂有防腐蚀涂层。

技术领域

本发明涉及油气井管(石油专用套管和石油专用油管统称为油气井管)技术领域，具体涉及一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管及其制备方法。

背景技术

在含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，或酸性页岩油田气田勘探、开发生产过程中，油气井使用防腐油气井管(包括石油套管或油管，简称KCL油气井管)，是油气田安全、环保、经济、可持续开发生产的重要措施和关键技术，若油气井内油气井管柱串因腐蚀因素导致管柱串功能失效，会造成油气井管报废，油气井停产或报废，从而造成油气井巨额经济损失，严重时，会出现油气井井控失控发生井喷恶性事故，造成重大安全生产事故和环境污染灾难，带来社会问题。

在含二氧化碳、硫化氢等酸性气体矿物的油气田，油气井常用的油气井管采取的防腐蚀措施和防腐蚀技术手段，通常使用二种类型防腐蚀石油管材。其一是，油气井使用专用不锈钢金属防腐蚀油气井管，优点是防腐蚀可靠性高，防腐蚀效果好；缺点是管材成本高、价格昂贵，是常规油气井管价格的3-10倍，极大推高了油气井防腐蚀成本。其二是，油气井使用内外管壁喷粘防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)的常规油气井管，优点是管材防腐蚀成本低；缺点是防腐蚀可靠性低，防腐蚀效果不理想，表现为：一是井下油气井管接箍丝扣连接处，由于局部腐蚀和腐蚀扩散，使管柱串泄露漏封、密封失效，一直是困扰低成本、高可靠性油气井管柱串防腐蚀领域的卡脖子难题。原因是当井场油气井管连接上扣紧扣时，油气井管接箍丝扣处的密封原理，是靠接箍母扣螺纹面和本体公扣螺纹面直接接触而形成预紧压应力，使丝扣螺纹面产生相互挤压微形变而达成管柱串密封效果。而采用耐腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐蚀工艺技术的油气井管，当井场油气井管连接上扣紧扣时，公扣和母扣处螺纹面的防腐蚀层会被破坏掉，从而导致油气井管接箍丝扣连接处没有防腐蚀能力，另外，由于油气井管接箍丝扣连接处，因母扣接箍丝扣和公扣端头及丝扣存在暴露部分，导致管柱串丝扣连接处与酸性气体或酸性液体直接接触，极易造成局部腐蚀和腐蚀扩散，使管柱串泄露漏封、密封失效。所以，目前使用的防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)防腐工艺技术，不能解决API标准常规油气井管接箍丝扣连接处防腐问题。二是目前使用的防腐胶涂层材料自身强度性能指标，不能充分满足管柱串功能要求，或防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)与油气井管的内外管壁结合强度低，粘接、渗浸不够牢固，以至于在运输和油气井起下管柱等作业过程中，存在刮蹭、撞击、磕碰等环节，防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗浸层)出现局部损坏与脱落，首先导致在油气井管局部损坏处发生腐蚀，然后腐蚀扩散，导致井下油气井管柱串防腐失效失败；三是防腐胶涂层材料自身抗高温能力低，当井下温度大于180度时，在高温加持作用的环境中，油气井管的防腐胶涂层(或渗浸复合金属防腐渗透层)持续抗腐蚀能力降低，在短于期望使用寿命时间内，就会发生油气井管腐蚀现象，出现油气井管柱串密封失效问题。

从以上油气井管被腐蚀与防腐蚀问题叙述和机理分析可以认知，油气井管因不同部位管体结构不同和丝扣螺纹特定连接密封方式，导致腐蚀机理和腐蚀呈现结果也不同，针对不同管体结构部位，应采用不同的、有针对性的、有效的防腐蚀措施和技术。油气井管接箍母扣与本体公扣及卡钳部位，应采用耐腐蚀不锈钢金属管材“本质”防腐措施；油气井管本体部位应采用内外管壁喷涂(或渗透)防腐层“铠甲”防腐蚀措施。

发明内容

本发明为了解决现有技术存在技术问题的一种或几种，提供了一种用于酸性油气田开发的复合防腐蚀油气井管及其制备方法。