前景广阔的镍基合金油井管

　　文/张忠铧，张春霞·宝山钢铁股份有限公司

　　高酸性油气田是指油气资源中含有很高的硫化氢（一种特毒性气体）含量，同时又含有二氧化碳等腐蚀性气体。我国在川东北地区勘探开发的特大型气田就属于高酸性油气田。对于这些地质结构复杂、高温高压、高腐蚀介质环境的大型高酸性天然气来说，一般常用的钢材无法都满足其对腐蚀的高要求。

　　基于此，镍基合金油井管道进入了人们的视线，其中G3镍基合金油井管是其中最具代表性的一种。

特点

　　一提起镍基合金，很多人都会联想到航空航天和核电领域。的确，镍基合金是一种新型高端的合金材料。作为镍基合金家族的佼佼者，G3镍基合金油井管具有以下几个特点。

　　（1）合金含量极高，其中Ni、MO、Cr等合金含量高达80%，一般的超级双相不锈钢中合金含量则不会超过40%。

　　（2）制造工艺复杂，G3镍基合金由于高温变形抗力大，靠穿孔工艺根本“穿不动”,只能通过在中间打孔以后一根一根“挤出来”.

　　（3）材料强度突出，镍基合金为单相奥氏体组织，成型之初的强度仅有200Mpa左右，而高酸性气田用油井管一般都要求强度在760MPa以上，G3镍基合金就是通过“硬生生”的冷轧工艺极好地提高了自身的材料强度，从而满足高酸性油气田的特殊需求。

　　（4）抗腐蚀性能优异，在150℃以下，无论二氧化碳和硫化氢的分压有多高，氯离子浓度有多大，G3镍基合金油井管长期使用后仍然光亮如新。

　　（5）生产要求严格，井深高达5000m以上的天然气井，从地面到井底，每一根油套管都是通过特殊螺纹连接，而G3镍基合金在加工的过程中，特别容易“粘刀”极易损坏加工用刀具，加工效率不及常规钢铁产品的5%。另外，5000多米的井深，通常会有20~30°的“狗腿度”，如何保证天然气不泄漏，对特殊螺纹的密封性能也就提出了特别高的要求。
 

现状

　　由于G3等镍基合金油井管制造工序复杂、生产难度大、品质要求严格，长期以来，镍基合金油井管的制造技术被国外少数钢铁制造商所垄断，国内市场价格也一度高达每吨80万元/t。

　　2006年，宝钢在国内率先开展G3镍基合金油井管的国产化攻关工作，经过课题组成员的共同努力，产品于2007年7月首次试制成功，并于2009年6月首次在中石化普光气田成功下井。在专家论证会上，评审专家一致认为，宝钢开发的G3镍基合金油井管填补了国内空白，产品质量达到国际先进水平，同时具备了批量生产的能力，为我国天然气工业的发展作出了突出贡献。