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注空气火驱采油过程中油套管用钢的高温氧化行为

文档作者：王温栋1 潘竟军2 陈莉娟2 吕祥鸿1 赵国仙1 文档来源： 1．西安石油大学材料科学与工程学院 2．中国石油新疆油田分公司工程技术研究院，		点击数：	更新时间： 2023年05月02日
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2015年3月第39卷第3期V01．39No．3Mar．2015
注空气火驱采油过程中油套管用钢的吉3日
同，皿
王温栋1。潘竟军2。陈莉娟2。吕祥鸿1，赵国仙1
(1．西安石油大学材料科学与工程学院，西安710065；
2．中国石油新疆油田分公司工程技术研究院，克拉玛依834000)
氧化行为
摘要：通过高温氧化试验研究了注空气火驱采油油套管用BGNS0～3Cr钢、BG90H钢、
BG90H一9Cr钢、BG90H一13Cr钢在不同温度下的氧化行为。结果表明：BGN80—3Cr钢和BG90H
钢表面的氧化产物均为FezO。和Fe。0。，其中Fe。O。靠近钢基体一侧，Fe。O。靠近空气一侧，厚度
比为l：(5～10)；BG90H一9Cr钢表面的氧化产物为Fez 03和尖晶石型复合氧化物FeCr204
(FeO·Crzos)；而BG90H～13Cr钢尽管不能形成选择性氧化产物Cr203，但由于铬元素的质量分
数大于10％，生成了保护性良好的尖晶石型复合氧化物FeCr204；随着氧化时间延长，温度降低，
氧化产物的保护性增强，试验钢的氧化速率下降，抗氧化能力从低到高的顺序为BGN80—3Cr钢、
BG90H钢、IK；90H一9Cr钢、BG90H～13Cr钢。
关键词：注空气；油套管；氧化；腐蚀行为
中图分类号：TGl72．8 文献标志码：A 文章编号：1000—3738(2015)03—0036—05
High-Temperature Oxidation Behavior of Steels Used for
Oil Casing in Air Injection Process
WANG Wen-dong。1，PAN Jing-ju#，CHEN Li-juaW，L0 Xiang-hongI，ZHAO Guo-xianl
(1．School of Material Science and Engineering，Xi’an Shiyou University，Xi’an 710065。China；2．Engineering and
Technology Research Institute of Chinese Petroleum Xinjiang Oilfield Company，Karamay 834000，China)
Abstract：The oxidation behavior of BGN80—3Cr steel，BG90H steel，BG90H一9Cr steel and BG90H一13Cr
steel used for oil casing was investigated by high-temperature oxidation test The results show that the oxidation
products on PBNS0—3Cr steel and tⅪ90H steel surface are Fez03 and Fe304．Moreover，Fe304 is close tO the steel
substrate，while FeaOa is dose to the outside air，and the thickness ratio of Fe203 to Fe304 is about 1：(5--10)．
The oxidation products in BG90H一9Cr steel surface are Fe20s and FeCrz 04(FeO·Cr20s)．Although the selective
oxidation product of Crz Oa is not formed Oil BG90H-13Cr steel surfaee。the protective FeCr，04 is formed because
the mass fraction of Cr is higher than 10％．With the increase of oxidation time and the decrease of oxidation
temperature，the protection of the oxidation products is enhanced，and the oxidation rate of tested steels all
decreas已Thc sequence of smtUest to largest for oxidation resistance of tested bteels is BGN80—3Cr steel，BG90H
steel，BG90H一9Cr steel and BG90H一13Cr steel．
Key words：air injection；oil casing；oxidation；corrosion behavior
0引言
注空气技术是提高稠油采收率的一种方法，具
有热效率高、适应范围广、节能减排等特点，近几年
收稿日期：2014—04—08；修订日期：2014—12～31
基金项目：陕西省重点学科项目资助项目(YS30230203)
作者简介：王温栋(1989一)，男，陕西西安人，硕士研究生。
导师：吕祥鸿副教授
·36·
该技术已开展矿场试验u]。在火烧驱油过程中，注
气井从油管注入高压空气至油层，压力最高为
5 MPa，日注气量为5 000～40 000 IT／3，温度为
25℃。在注入井湿式火烧过程中，空气与水交替注
入会导致管材发生氧化，长期作用会导致管材腐蚀
穿孔，或出现严重的麻点现象。针对注空气技术要
求，井下套管、油管、生产泵及地面阀门、管件等零部
件用材料应具有较强的抗氧化、抗腐蚀能力以及较

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