[发明专利]一种耐CO2

说明书

本发明提供了一种耐CO₂腐蚀钢管及其制备方法，涉及CO₂驱油技术中油气集输过程用管线制造技术领域，所述耐CO₂腐蚀用钢板以质量百分比计有C0.03～0.07％，Cr 6.0～8.0％，Ni 0.15～0.50％，Nb 0.01～0.06％，P≤0.005％，S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；制备方法为：S1、按既定的元素质量百分比进行冶炼并浇铸成型，对钢锭进行锻造；S2、钢坯加热，进行粗轧轧制；S3、板坯精整和加热，进行精轧轧制；S4、进行轧后调质处理；S5、焊接成管。制备的钢管具有优异的耐CO₂腐蚀性能、综合力学性能，其腐蚀速率低于0.06mm/a，且造价较低，在CO₂驱油技术油气集输过程中具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明涉及油气用钢技术领域，尤其涉及在强韧性、耐CO₂腐蚀性和可焊性优异的CO₂驱油技术中油气集输用管线。

背景技术

随着油气资源的广泛应用，油气矿藏储量在逐年下降，开发深层油气资源成为解决上述问题的重要途经。深层油气资源中具有较高的水含量和CO₂含量，在未脱CO₂的情况下进行高温高压管道输送会导致CO₂腐蚀问题。CO₂-EOR (CO₂-enhanced oil recovery)技术是现代油气资源工业广泛应用的高效采输技术，但随着该技术被广泛应用，碳捕获、利用与封存(CCUS)过程中的CO₂管输腐蚀控制问题变得尤为重要，采输系统中的CO₂腐蚀问题成为影响油气工业可持续发展的一个关键因素。

CO₂-EOR技术可有效提高采收率，但伴生的管道CO₂腐蚀问题不能被忽略。碳钢成本较低，但耐蚀性较差，其已不能应对目前日益苛刻的CO₂腐蚀问题；连续注入缓蚀剂或采用不锈钢等防腐技术存在成本较高难以大面积推广应用的问题。近年来，我国在高钢级、厚规格管线钢和耐蚀不锈钢等方面已取得长足进步，但适用于耐CO₂驱专用管材领域尚属空白，因此，为克服现有技术的不足，有必要研究一种耐CO₂腐蚀钢管及其制备方法来解决或减轻上述一个或多个问题，以满足我国油气采储发展的迫切需求。

发明内容

本发明旨在提供一种耐CO₂腐蚀钢管及制备方法，通过添加中Cr和Ni、Nb 等元素，设计开发出微合金化耐CO₂腐蚀钢管，在满足耐CO₂腐蚀用钢管使用性能的条件下尽可能缩减成本。

为达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种耐CO₂腐蚀钢管，其特征在于各成分的质量百分比为：C 0.03～0.07％， Cr6.0～8.0％，Ni 0.15～0.50％，Nb 0.01～0.06％，P≤0.005％，S≤0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质。

进一步地，本发明钢管性能指标为：屈服强度≥520MPa，抗拉强度≥570MPa，-20℃夏比冲击功≥80J。

进一步地，本发明钢管耐CO₂腐蚀性能指标为：在温度-20～70℃、HCO₃^-浓度2000～4000mg/L、SO₄^2-浓度1000～2000mg/L、Cl^-浓度8000～12000mg/L、 CO₂分压0.1～0.5MPa、原油含量20％以上模拟CO₂驱采出油集输管线服役环境下，所述耐CO₂腐蚀钢管的腐蚀速率在0.06mm/a以下。

如上所述耐CO₂腐蚀钢管的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：