《超级13Cr不锈钢在油气田中的应用》全书共6章，主要基于超级13Cr不锈钢在油气田应用过程中所涉及的腐蚀失效案例与分析，重点分析了超级13Cr不锈钢在完井过程中和开发过程中不同服役环境下的腐蚀、CO2腐蚀和H2S腐蚀等腐蚀行为及其影响因素，并对其防腐技术进行了介绍。
《超级13Cr不锈钢在油气田中的应用》可供从事石油天然气开发、新材料研制、过程装备腐蚀与防护、石油专用管腐蚀与防护及相关学科的研究人员和技术人员阅读，也可供高等院校相关专业师生参考或作为教学参考书。
当前，工业化水平不断提高、经济快速发展，对石油、天然气等能源的需求日益增加，为缓解能源需求紧张的矛盾，油气勘探开采范围逐渐扩展至管材服役工况条件日趋恶劣的区域与储层。目前，我国油气勘探开发正逐步向塔里木、四川盆地等区域的深部、复杂储层推进。完井与开发过程中的苛刻环境致使普通材质的油井管无法满足其严酷的耐腐蚀性能需要，为了保证油气生产的安全性与高效性，高强度和韧性匹配、良好耐腐蚀性能及相对较低成本的超低碳马氏体不锈钢成为油气井钻采过程用油井管的材料。
经过众多研究者的多年努力，超级13Cr不锈钢已经实现由进口到出口的转变，在塔里木、西北、西南、长庆等油气田得到大批量应用的同时，成批出口到美国、加拿大等国，并成功叩开中东市场大门。笔者在国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中国石油天然气集团公司应用基础研究、国家油气重大专项示范工程建设、中国石油科技创新基金等项目的支持下，在石油专用管失效与分析、酸化管柱腐蚀与防护、油井管与输送管的CO2或(和)H2S模拟腐蚀等方面进行了大量的实验分析与探究。
书中第2章由朱世东编写，第3章由付安庆编写，第4、5、6章由李金灵编写，屈撑囤、蔡乾锋编写其余部分并负责全书的统稿工作。
本书由西安石油大学优秀学术著作出版基金专项资助出版。在编写过程中，参考了国内外多位学者的研究结果及所撰写的论文、论著等，得到了西安石油大学多位老师和研究生以及中国石油集团石油管工程技术研究院诸位领导和专家的大力支持和帮助，在此深表感谢！
限于编者学识水平有限，书中不足和疏漏之处在所难免，恳请读者给予批评指正！
著者
2021年3月
李金灵，西安石油大学，副教授，主要从事固体废弃物处理和腐蚀与防护方面的研究工作。承担《普通化学》、《文献检索》等本科生及留学生课程的教学。主持陕西省自然科学基础研究计划项目1项、陕西省教育厅重点实验室科研计划项目1项、西安市科技计划项目1项和西安石油大学博士科研启动基金1项，指导省级大学生创新创业项目2项。
第1章绪论1
1.1腐蚀简介1
1.1.1腐蚀的基本概念1
1.1.2CO2腐蚀2
1.1.3H2S腐蚀2
1.1.4CO2/H2S腐蚀3
1.2影响因素3
1.2.1材质3
1.2.2流体特征5
1.3油井管服役条件变化11
1.4管柱完整性12
1.5超级13Cr不锈钢14
1.6油气田常用防腐蚀措施14
参考文献16
第2章失效与分析21
2.1概述21
2.2油管台肩面与管体腐蚀22
2.2.1背景22
2.2.2理化检验22
2.2.3分析与探讨26
2.2.4其他类似案例28
2.3腐蚀穿孔41
2.3.1背景41
2.3.2理化检验42
2.3.3分析与探讨45
2.4油管公扣端点蚀47
2.4.1背景47
2.4.2腐蚀形貌分析47
2.4.3化学成分分析50
2.4.4金相组织及硬度测试50
2.4.5综合分析51
2.5开裂与断裂52
2.5.1管体应力腐蚀开裂52
2.5.2近接箍处断裂65
2.5.3接箍纵向开裂70
2.5.4接箍横向开裂75
2.5.5接箍破裂80
2.6表面缺陷81
2.6.1外表面缺陷81
2.6.2内表面缺陷85
2.6.3表面擦划伤90
参考文献92
第3章完井过程中的腐蚀95
3.1概述95
3.2酸洗液腐蚀96
3.3酸化液（鲜酸）腐蚀97
3.3.1pH的影响97
3.3.2反应温度的影响97
3.3.3酸液体系的影响99
3.3.4Cl-浓度的影响99
3.3.5缓蚀剂类型的影响100
3.3.6表面缺陷的影响100
3.3.7压应力的影响103
3.3.8乙酸的影响109
3.4返排液（残酸）腐蚀112
3.4.1残酸温度的影响112
3.4.2残酸返排时间的影响120
3.4.3残酸pH的影响124
3.4.4表面缺陷的影响126
3.5产出液腐蚀130
3.5.1120℃鲜酸-120℃残酸-120℃地层水130
3.5.2120℃鲜酸-170℃残酸-170℃地层水132
3.6完井液腐蚀135
参考文献141
第4章开发过程中的腐蚀144
4.1概述144
4.2CO2腐蚀145
4.2.1温度的影响145
4.2.2CO2分压的影响155
4.2.3Cl-含量的影响157
4.2.4流速的影响165
4.2.5井深的影响168
4.2.6介质的影响168
4.2.7pH的影响183
4.3H2S或S腐蚀184
4.3.1H2S腐蚀184
4.3.2H2S/CO2共存187
4.3.3单质硫的影响193
4.4条件下的腐蚀199
4.4.1超深井环境199
4.4.2超临界CO2状态201
4.5其他油井管杆腐蚀202
4.5.1油钻杆202
4.5.2套管203
参考文献206
第5章防腐蚀技术211
5.1概述211
5.2缓蚀剂212
5.2.1酸洗液环境212
5.2.2酸化液环境217
5.2.3返排液环境237
5.2.4产出液环境240
5.3表面技术240
5.3.1Cr-Y共渗240
5.3.2等离子体渗氮244
5.3.3激光表面熔凝256
5.4材质与选材262
5.4.1不同材质262
5.4.2酸化环境270
5.4.3甜气环境273
5.4.4酸性环境275
5.4.5海洋环境284
5.4.6新疆某气田289
5.4.7海外油气田环境290
5.4.8选材影响因素291
参考文献291
第6章展望299
参考文献300
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