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Enregistrement W4392726693 · doi:10.2118/218327-ms

Decoding Hydrogen Embrittlement in High Strength Coiled Tubing: Insights from Acid-Induced Failures, Field Data Analysis, and Corrosion Management Strategies

2024· article· en· W4392726693 sur OpenAlexaff
Garry McClelland, I. I. Galvan, G. L. Mallanao, Bruce Watson

Notice bibliographique

RevueSPE/ICoTA Well Intervention Conference and Exhibition · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineMaterials Science
ThématiqueHydrogen embrittlement and corrosion behaviors in metals
Établissements canadiensAlberta Energy
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHydrogen embrittlementCorrosionDecoding methodsMaterials scienceEmbrittlementHydrogenField (mathematics)Computer scienceMetallurgyTelecommunicationsChemistry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract Recent reports have highlighted hydrogen embrittlement (HE) of high strength, quench-and-temper (Q&T) coiled tubing (CT) resulting from hydrochloric (HCl) acid usage in sour environments. HCl acid treatments expose CT surfaces to aggressive corrosion, often exacerbated by H2S from formation fluids or as a chemical reaction. Helping the CT industry recognize the morphologies of damage when the tube is retired and re-evaluating the CT grade selection and chemicals are vital for averting costly and dangerous CT failures. To establish a comprehensive case history preceding the CT failure mode, pertinent field data must be collected and correlated, encompassing job frequency, acid and H2S exposure duration, concentration levels, downhole conditions, and inhibition procedures. Metallurgical analysis, including an exhaustive battery of tests, was conducted on the specimens: visual assessment, dimensional verification, fractography, metallographic analysis, mechanical integrity evaluation (comprising hardness and tensile testing), scanning electron microscopy (SEM), and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), along with sodium azide spot testing. A summary of field failures was evaluated from diverse operational environments and locations. Multiple factors contributed to premature CT retirement, particularly inadequate corrosion inhibition and sulfide scavenger programs. However, environmental conditions, operational stresses, microstructural differences, and susceptibilities of various high-grade materials (Q&T and conventional) were correlated and compared with industry research. Low pH fluids like hydrochloric acid or other acidic substances combined with H2S presence created a susceptibility for the high-grade CT materials consistent with other high strength oil and gas carbon steel materials. Material properties, specifically tensile strength and hardness showed a distinct susceptibility to HE with increasing tensile strength. Steels with tensile strengths below 140-ksi are relatively less vulnerable to HE, but susceptibility significantly escalates beyond this threshold. Typically, low cycle fatigue promoted complete through-wall crack propagation, with some cases demonstrating fatigue originating from the steel centerline, where hydrogen ions from acid tend to migrate and recombine as gas. Other initiation points include the OD/ID surfaces and the longitudinal weld. These initiation points demonstrated consistent hydrogen embrittlement intergranular failure mechanisms. Recent materials research in the Oil and Gas space related to HE and H2S exposure on materials similar to coiled tubing was evaluated for relevance. Two interesting areas of research are presented: fracture propagation theories with hydrogen presence related to fatigue environments, and the influence of various iron sulfide films resulting from the corrosion reaction of H2S and steel. Sour immersion testing results on high strength coiled tubing are also presented to demonstrate the effectiveness of commercially available inhibitors compared to no inhibition, with good results on Q&T coiled tubing. This study emphasizes the vital need to evaluate well conditions and working fluids compatibility (including inhibition) with CT materials to prolong CT operational life. Additionally, this study details the morphology of H2S-induced CT failures in acid stimulations, whether due to HE, Sulfide Stress Cracking (SSC), or Stress Corrosion Cracking (SCC), giving insight to future job planning. Prioritizing prevention planning with robust corrosion management is crucial for prolonging overall service life and minimizing operational disruptions in acidic environments using high strength Q&T CT.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict), Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,041
Score d'incertitude au seuil1,000

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,031
Tête enseignante GPT0,296
Écart entre enseignants0,266 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations2
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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