页岩气井随钻导向工具天线腐蚀失效分析

Corrosion Failure Analysis of the Antenna of Steering Tool While Drilling in Shale Gas Wells 

刘伟 冯思恒 简利 臧硕 喻智明 曾德智

LIU Wei FENG Siheng JIAN Li ZANG Shuo YU Zhiming ZENG Dezhi

西南某页岩气井所处地层主含黄铁矿（），地层温度为 １３０～１５０℃，采用油基钻井液（含 ），钻进过程中发生数起导向工具失效事故，天线外表面出现大量裂纹，腐蚀开裂严重，导致了严重的经济损失。为找出失效原因，对失效天线进行宏观分析、化学成分分析、金相组织分析及模拟工况下的腐蚀测试，利用SEM与EDS分析表面裂纹形貌和腐蚀产物形貌。结果表明，失效天线的 Ｓ元素含量偏高，天线失效主要由氯离子应力腐蚀开裂导致，破坏天线表面钝化膜，在天线表面萌生了点蚀，并在应力作用下促进了点蚀的发展，导致裂纹萌生，渗透进腐蚀产物膜内，形成酸性环境，导致了基体中 Fe的腐蚀溶解，使裂纹逐渐拓展，从而导致天线失效。建议升级天线材质，降低夹杂物含量，选择耐点蚀性能较强的材质，改进天线结构设计，减小应力集中，尽量避免产生较大的残余应力，并对钻井液除氧，钻遇产层时保持钻井液 pH值在10以上，降低 的含量，防止氧、氯协同作用加速应力腐蚀。