使用鎳基合金管是解決高H₂S/CO₂油氣田腐蝕問題安全且相對(duì)經(jīng)濟(jì)的方法。根據(jù)楊 明《H₂S/CO₂條件下油井管選材研究》，鎳基合金油井管主要應(yīng)用于地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 高溫高壓高腐蝕性的特大型海相天然氣田等富含CO₂、H₂S等強(qiáng)腐蝕環(huán)境的高酸性油 氣資源。因其服役條件惡劣、制造工序復(fù)雜、生產(chǎn)難度大、產(chǎn)品質(zhì)量要求苛刻等，被 譽(yù)為技術(shù)含量最高的鋼鐵產(chǎn)品之一。

  相比普通不銹鋼，鎳基合金抗環(huán)境腐蝕性存在顯著優(yōu)勢(shì)。在地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、高溫高 壓高腐蝕性的特大型海相天然氣田等富含CO₂、H₂S等強(qiáng)腐蝕環(huán)境中，普通的傳統(tǒng)管 材難以滿足耐腐蝕、耐應(yīng)力需求。根據(jù)R.B.Rebak《Stress corrosion cracking (SCC) of nickel-based alloys》，隨著腐蝕環(huán)境逐漸惡劣，當(dāng)H₂S分壓、氯化物濃度上升至 1 bar、1000ppm時(shí)，傳統(tǒng)奧/馬氏體不銹鋼、PH不銹鋼已不能滿足使用需求；當(dāng)H₂S分壓、氯化物濃度上升至10 bar、1萬(wàn)ppm時(shí)，強(qiáng)馬氏體不銹鋼已不能滿足使用的需 求；而當(dāng)H₂S分壓、氯化物濃度上升至接近100 bar、10萬(wàn)ppm時(shí)超奧氏體不銹鋼也 不再滿足抗腐蝕需求，此時(shí)僅鎳基合金滿足使用需求。

  此外，鎳基合金在腐蝕環(huán)境中的腐蝕速率顯著低于其他合金，根據(jù)V. A. Maslyuk 2015年發(fā)表的《Production and Industrial Testing of Valves for Oil Well Pumps from these Materials》，以10%的酸性腐蝕液為例，傳統(tǒng)不銹鋼、司太立（鈷基合金）、 VK8硬質(zhì)合金腐蝕速率均邊際上升，腐蝕程度隨時(shí)間指數(shù)型增長(zhǎng)；鎳基合金的腐蝕速 率顯著低于其他合金，且穩(wěn)定保持低位。上述優(yōu)異性能為鎳基合金在高腐蝕性油氣 田環(huán)境下的有效工作，形成顯著優(yōu)勢(shì)

  雖然抗腐蝕能力強(qiáng)，但鎳基合金油井管生產(chǎn)難度明顯大于常規(guī)油井管，根據(jù)楊軍《鎳 基合金耐蝕井管可加工性評(píng)述》，鎳基合金含有許多高熔點(diǎn)金屬元素，原子結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定，抗拉強(qiáng)度約為 896MPa，切削力為普通鋼材的 2-4 倍，即使溫度達(dá)到1050-1150 ℃，抗 拉 強(qiáng) 度 仍 然 很 高 （100-200MPa） 。鎳基合金有4項(xiàng)物理性能參數(shù)均 達(dá)到難加工材料的要求，其可加工性僅為45鋼（普通碳素結(jié)構(gòu)鋼）的5%－15%。

  熱擠壓等工藝是生產(chǎn)鎳基合金油井管的必備工藝。根據(jù)肖國(guó)章《高酸性氣田用鎳基 耐蝕合金油套管的生產(chǎn)工藝》，鎳基合金油井管生產(chǎn)難度明顯大于常規(guī)耐蝕油井管， 在化學(xué)成分、生產(chǎn)工藝、外觀質(zhì)量、力學(xué)性能及無(wú)損探傷等方面較為復(fù)雜和苛刻。鎳 基耐蝕合金油套管的生產(chǎn)及加工關(guān)鍵工藝：合金冶煉—（鍛造）—熱擠壓—中間熱 處理（固溶處理）—冷軋—螺紋加工等。制造工序較復(fù)雜，生產(chǎn)難度較大且質(zhì)量要 求嚴(yán)格。由于鎳基耐蝕合金高溫塑性極差，熱成型溫度范圍窄，變形抗力較大，所以 無(wú)法采用傳統(tǒng)的穿孔軋制工藝制造，必須通過高溫下的高速率大應(yīng)變的擠壓工藝完 成，將金屬加熱到在再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行擠壓，使管坯從模孔中擠出，從而得到與 ?？讛嗝嫘螤钕喾墓懿?。