БЫСТРОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ: ТРУБА SUPER 13CR Закаленная и отпущенная мартенситная нержавеющая сталь (обычно предел текучести 95 или 110 фунтов на квадратный дюйм), предназначенная для сред с высоким содержанием CO2 и хлора, где температура превышает 150°C (302°F), но парциальное давление H2S остается строго ниже 1,5 фунтов на квадратный дюйм (0,1 бар).
ОБЩИЕ ВОПРОСЫ О ТРУБЕ SUPER 13CR
Можем ли мы подкислить Super 13Cr стандартными смесями HCl?
Абсолютно нет. Стандартные ингибиторы коррозии не работают при температуре выше 200°F на мартенситной стали. Воздействие стандартной грязевой кислоты HCl-HF вызывает быстрое, катастрофическое питтинговое разрушение («швейцарский сыр») в течение нескольких часов. Вы должны указать органические кислоты (муравьиную/уксусную) или высококлассные, специфичные для хрома ингибиторы.
Требуются ли для Super 13Cr подключения премиум-класса?
Да. Материал очень склонен к истиранию из-за своего хромоникелевого состава. Соединения API 8-Round или Buttress недостаточны для газонепроницаемых уплотнений в этих приложениях. Мы требуем соединений премиум-класса (VAM, Tenaris и т. д.) с покрытиями, не содержащими присадок, или смесями со строго контролируемым коэффициентом трения.
Безопасен ли Super 13Cr для любого уровня H2S?
Условно Да. Он соответствует требованиям NACE MR0175 только при 1,5 фунтов на квадратный дюйм (0,1 бар) . парциальном давлении H2S до Однако если pH падает ниже 3,5, материал становится подвержен сульфидному растрескиванию под напряжением (SSC) даже при следовых уровнях H2S (0,5 фунта на квадратный дюйм).
Экономический переломный момент: когда покупать Super 13Cr
Супер-13Cr (S13Cr) находится в нестабильной зоне «Златовласки». Он устраняет разрыв между стандартом API L80-13Cr и Duplex 2205. В нашем моделировании закупок S13Cr обычно стоит в 4,0–5,0 раза дороже углеродистой стали. Дуплекс 2205 стоит от 6,0 до 8,0x..
Сигнал на покупку: S13Cr является математически правильным выбором только тогда, когда:
Температура: Забойная температура (BHT) составляет от 150°C до 180°C . При температуре ниже 150°C достаточно стандартного 13Cr (стоимость в 2,5 раза выше).
CO2: Парциальное давление превышает 30 фунтов на квадратный дюйм (что делает ингибиторы неэффективными).
H2S: Парциальное давление практически равно нулю или надежно ограничено значением ниже 1,0 фунтов на квадратный дюйм в течение всего срока службы скважины.
Риск перепроектирования: если температура вашего пласта ниже 135°C и содержание хлоридов низкое (<50 000 частей на миллион), покупка S13Cr — это пустая трата капитальных затрат. Стандартный 13Cr L80 является жизнеспособной альтернативой.
В чем преимущество предела текучести по сравнению со стандартом 13Cr?
Super 13Cr сохраняет предел текучести до 180°C (356°F) , тогда как стандартный 13Cr начинает значительно ухудшаться при температуре выше 150°C.
Технические характеристики и виды отказов
В отличие от стандартного API 5CT 13Cr, который представляет собой простое железо-хром, Super 13Cr содержит никель (4,5–6,5%) и молибден (1,5–2,5%) . Этот химический состав не подлежит обсуждению в плане устойчивости к точечной коррозии.
Операционные конверты
Мы используем S13Cr в строгих экологических пределах, чтобы предотвратить коррозионное растрескивание под напряжением (SCC):
Максимальная температура: 180°C (356°F). Помимо этого, мы наблюдаем ухудшение стабильности пассивной пленки.
Предел хлоридов: до 150 000 частей на миллион. Высокое содержание молибдена стабилизирует пленку по отношению к хлоридам при условии содержания кислорода <10 частей на миллиард.
Предел pH: Мы не рекомендуем использовать S13Cr, если pH пластовой воды < 3,5. В кислых рассолах риск водородного охрупчивания возрастает в геометрической прогрессии.
Сравнение: S13Cr и альтернативы.
Характеристика
Стандарт 13Cr (L80)
Super 13Cr (95/110 фунтов на квадратный дюйм)
Дуплекс 2205
Макс. температура
150°С (302°Ф)
180°С (356°Ф)
230°С+
Предел H2S (NACE)
< 0,1 фунт/кв. дюйм
< 1,5 фунтов на квадратный дюйм
~ 5,0 фунтов на квадратный дюйм
Предел текучести
80 тысяч фунтов на квадратный дюйм
95/110 фунтов на квадратный дюйм
125 тысяч фунтов на квадратный дюйм (холодная обработка)
Индекс стоимости
$$
$$$$
$$$$$$
Эксплуатационный вывод: Если вы бурите скважину высокого давления (ВД), требующую дебита 110 тысяч фунтов на квадратный дюйм, но с незначительным содержанием H2S, Super 13Cr является единственным логичным выбором. Дуплекс слишком дорог, а L80 не обладает прочностью на разрыв.
Что произойдет с S13Cr, если в систему попадет кислород?
Быстрое изъязвление происходит, если содержание растворенного кислорода превышает 10 частей на миллиард в присутствии хлоридов, независимо от температуры.
Когда труба Super 13Cr — неправильный выбор
В наших обзорах анализа отказов отказы S13Cr редко являются производственными дефектами; это ошибки приложения. Не выбирайте этот материал, если:
Вероятно закисание коллектора: если моделирование резервуара предсказывает, что H2S поднимется с 0,5 до 2,0 фунтов на квадратный дюйм в течение 5 лет, S13Cr выйдет из строя из-за сульфидного растрескивания под напряжением.
Часто проводится кислотная обработка: если скважина требует регулярной стимуляции, а ваш поставщик услуг не может гарантировать высокотемпературные органические ингибиторы, S13Cr является обузой.
Высокая обводненность + низкий pH: В средах с высокой обводненностью (>50%) и низким pH (<3,5) пассивирующий слой нестабильен.
Часто задаваемые вопросы (устранение неполадок)
Будет ли Super 13Cr проваливаться в «сладких» скважинах?
Может, если слово «сладкий» неверное. Мы наблюдали отказы в скважинах, обозначенных как 0 ppm H2S, где биологическая активность (SRB) приводила к образованию следов H2S за пределами накипи. Поскольку S13Cr часто подвергается нагрузке до 95–110 тысяч фунтов на квадратный дюйм, он менее устойчив к изменениям окружающей среды, чем L80.
Соответствует ли он NACE MR0175/ISO 15156?
Да, но соответствие ограничено. Super 13Cr соответствует требованиям для использования при работе с H2S только в том случае, если парциальное давление H2S ниже 1,5 фунтов на квадратный дюйм (0,1 бар), а pH находится в допустимых пределах. Превышение этой границы аннулирует соответствие NACE и пределы безопасности.
Какова альтернатива, если давление H2S превышает 1,5 фунта на квадратный дюйм?
Непосредственным шагом вперед является Duplex 2205 (22Cr) или Super Duplex 2507 . Хотя эти сплавы удваивают стоимость материала, они обеспечивают стойкость к H2S до 5,0+ фунтов на квадратный дюйм (в зависимости от pH/хлоридов) и устраняют риск катастрофического растрескивания, присущий мартенситным сталям при эксплуатации в кислых средах.
