一种井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法及其井下管柱三维图版选材方法

技术领域

本发明属于油气井管材选材及腐蚀防护领域，具体涉及一种井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法及其井下管柱三维图版选材方法。

背景技术

石油天然气行业标准SY/T6857.1-2012《石油天然气工业特殊环境用油井管第1部分：含H2S油气田环境下碳钢和低合金钢油管和套管选用推荐做法》给出了油管选材流程表。但该选材流程，仅依据H

专利201510161649.6公开了一种新型油套管二氧化碳防腐选材图版，主要用于指导储层含二氧化碳油气田如何经济合理的选择油套管防腐材质。图版中包括碳钢、13Cr不锈钢、以及低Cr钢材，可以根据油气井的温度和二氧化碳分压值的分布范围，选出满足条件的防腐材质。但应用该图版选材所考虑的因素仅包括温度和二氧化碳分压值，没有考虑超深井井下更多更复杂的腐蚀因素，并且选材范围也有所局限。

专利201710528724.7公开了一种注气井选材界限确定方法。该本发明首先测试不同材质在不同工况下的腐蚀速率值，进而得到材质的腐蚀速率与工况参数的关系曲线，然后对材质的腐蚀速率进行拟合，最后计算腐蚀安全系数，并绘制相应的选材图版。但该方法所绘制的选材图版为二维图版仅包含单个腐蚀因素，没有考虑多种腐蚀因素间的相互作用对材料腐蚀速率的影响，并且选材时需要在多张单因素选材图版中权衡，增加了选材难度，降低了选材效率。

此外，现有超深井井下油管选材方法中还存在以下不足：井下腐蚀工况环境复杂，碰到实际环境后再实验选材，室验需要时间长，难以适应快速建产要求；针对不同环境反复开展选材研究，存在重复研究，浪费资源；选材没有充分考虑超深井井下多种复杂的腐蚀因素；选材范围比较局限；选材时少有考虑多种腐蚀因素间的相互作用；以及选材难度大效率低的问题。

发明内容

为了克服现有技术存在的上述不足，本发明能够针对超深井复杂的腐蚀环境，开展多因素共同作用的室内腐蚀实验，作出三维选材图版，根据待选材井的实测腐蚀环境，利用三维选材图版快速选择出满足超深井井下腐蚀安全要求且经济的油管材料。

本发明的技术内容如下：

一种用于井下管柱选材的井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法，其特征在于，包括：

(1)确定目标井的井下管柱材料的极限安全腐蚀速率Vd；

(2)确定目标井的若干井下腐蚀因素；

(3)以若干井下腐蚀因素中的井下腐蚀因素X、Y、Z为一组；以井下腐蚀因素X为变量，井下腐蚀因素Y和Z分别取固定值，对以所述井下管柱材料做为待选材料进行腐蚀实验；

(4)通过腐蚀实验测得井下腐蚀因素X在不同取值X1～Xn下的待选材料的腐蚀速率值Q1-Qn，并得出以井下腐蚀因素X为变量的待选材料的腐蚀速率值变化规律公式：Q

在(3)和(4)这两步中，以井下腐蚀因素X为变量，井下腐蚀因素Y和Z分别取固定值并进行腐蚀实验是指：在确定的目标井的井下腐蚀因素X、Y、Z中，假设，井下腐蚀因素X的取值X`∈{X1,X2, X3,……,Xn}；

井下腐蚀因素Y的取值Y`∈{Y1,Y2,Y3,……,Yn}；

井下腐蚀因素Z的取值Z`∈{Z1,Z2,Z3,……,Zn}，在进行腐蚀实验前，先将因素Y和因素Z取固定值，例如，因素Y的取值Y`＝Y1，因素Z的取值Z`＝Z1，在这一前提下，以因素X为变量，测试因素X 取不同值时待选材料的腐蚀速率值Qx，即，当X`＝X1,X2,X3,……,或，Xn时，测得的待选材料的腐蚀速率值Qx可能为Qx1、Qx2、Qx3、……,或，Qxn，根据X`＝X1,X2,X3,……,或，Xn和Qx＝Qx1、Qx2、 Qx3、……,或，Qxn，这两组一一对应的数值，以选自X1,X2,X3,……,或，Xn的X`值为横坐标，以腐蚀速率值标准标尺为纵坐标，再将代表Qx值的Qx1、Qx2、Qx3、……,或，Qxn等值标注于坐标图中，得到以X`为变量的Qx的曲线，如图1所示，该曲线对应的公式即Qx＝f(Xn)。

(5)改变其它井下腐蚀因素取值并固定，以井下腐蚀因素X做为变量再次进行腐蚀实验，重复步骤 (4)得到井下腐蚀因素X的极限安全值X

(6)每改变一次其它井下腐蚀因素取值并固定，以井下腐蚀因素X做为变量再次进行腐蚀实验，重复步骤(4)得到井下腐蚀因素X的极限安全值X

(7)以井下腐蚀因素Y为变量，井下腐蚀因素X和Z分别取固定值，对待选材料进行腐蚀实验；重复步骤(4)-(6)得到井下腐蚀因素Y的极限安全值Y

(8)以井下腐蚀因素Z为变量，井下腐蚀因素X和Y分别取固定值，对待选材料进行腐蚀实验；重复步骤(4)-(6)得到井下腐蚀因素Z的极限安全值Z

(9)根据井下腐蚀因素X的极限安全值X

所述待选材料的一组井下腐蚀因素X、Y、Z的腐蚀极限安全曲面即在一个以井下腐蚀因素X的极限安全值X

本文中的“目标井”指，即将应用待选材料做为井下管柱的石油井。

步骤(1)中，确定待选材井区的井下管柱材料的极限安全腐蚀速率V

步骤(2)还包括：对若干个目标井的井下腐蚀因素进行分组；

优选地，相互作用大的井下腐蚀因素分为一组。

所述井下腐蚀因素选自：温度、含水率、CO

本领域技术人员可以根据井况增加其他重要的腐蚀因素，例如，矿化度、压力、氧含量、细菌等。

优选地，温度、含水率、CO

H2S分压、Cl

每种待选材料的每组井下腐蚀因素均可确定腐蚀极限安全曲面；

优选地，所述待选材料选自15Cr、P110S、S13Cr、25Cr、钛合金、028合金。

步骤(3)中的腐蚀实验包括在模拟井下管柱工作环境下对待选材料试片处理6h以上然后清洗、干燥、称重；

优选地，待选材料试片的腐蚀速率V的计算公式如下：

其中，V为待选材料试片的腐蚀速率，量纲为mm/a；W

模拟井下管柱工作环境指：在高温高压反应釜内放入配制的油田水样；釜内模拟的井下腐蚀因素包括：温度为30-210℃、压力为20-200Mpa、CO

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于，采用所述的一种用于井下管柱选材的井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法确定出每个待选材料的每组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面，形成对应组别的选材三维图版；

测试即将应用对应的待选材料的目标井的每组井下腐蚀因素的实测值：x

在对应组别的选材三维图版所在的X、Y、Z坐标轴上根据实测值x

所述腐蚀极限安全曲面内侧为腐蚀安全区域，外侧为腐蚀危险区域；

Mk点落在对应待选材料的对应组别井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内则表明该对应待选材料可用于该目标井的井下管柱。

第一组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面形成的选材三维图版为Tu1，第二组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面形成的选材三维图版为Tu2；

测试即将应用对应的待选材料的目标井的第一组井下腐蚀因素的实测值：x

在选材三维图版Tu1所在的X、Y、Z坐标轴上根据实测值x

M1点落在腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内对应的待选材料，以及M2点落在腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内对应的待选材料，二者取交集，确定出的待选材料即为目标井的井下管柱可适用的材料。

本发明提供一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：根据油管使用寿命或待选材井区腐蚀速率控制指标，确定待选材井区油管设计使用寿命内油管材料的极限安全腐蚀速率；

步骤2：确定待选材井区超深井井下主要腐蚀因素及其因素值的变化范围，将主要腐蚀因素分成三个一组，相互作用大的腐蚀因素优先分到同一组；

步骤3：开展室内腐蚀实验，确定每一种预选油管材料对应的某一组三个主要腐蚀因素的极限安全值，其具体方法为：

S1：在三个主要腐蚀因素中，将其中两个主要腐蚀因素值(分别记为Y因素、Z因素)，设定在其变化范围内的某一固定值，改变另一个主要腐蚀因素值(记为X因素)在其变化范围内的取值，通过腐蚀实验，测试出预选油管材料在改变的主要腐蚀因素(X因素)取不同值时的腐蚀速率值；

S2：根据预选油管材料在改变的主要腐蚀因素(X因素)取不同值时的腐蚀速率值，采用拟合的方法，得到预选油管材料在两个主要腐蚀因素值(Y因素和Z因素)取某一固定值时，随改变的主要腐蚀因素(X 因素)的变化规律公式：v

S4：令f(x)＝v

S5：将其中两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)在其值变化范围内取不同的固定值，利用S1-S4中所述方法，可以得到两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)在其值变化范围内取不同固定值时另一个主要腐蚀因素(X因素)的极限安全值；当另一个主要腐蚀因素(X因素)取极限安全值时，对应的其中两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)所取的固定值即为这两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)的极限安全值；

步骤4：将每种材料的某一组三个主要腐蚀因素的每组极限安全值分别作为x，y，z坐标值，在三维直角坐标系中记录为一个坐标点；

步骤5：采用拟合方法，分别将每种材料的某一组三个主要腐蚀因素的所有极限安全值对应的坐标点，在三维直角坐标系中拟合为一个材料腐蚀极限安全曲面，记为：U

步骤6：按照步骤3-步骤5的方法，作出其他三个一组的所有主要腐蚀因素的选材三维图版，记为 Tu

步骤7：测试待选材超深井井下腐蚀环境，获取所有主要腐蚀因素实测值，并与三维选材图版对应将这些主要腐蚀因素实测值三个一组分组记录为：M

步骤8：在油管材料所有选材三维图版Tu

步骤9：将通过所有选材三维图版Tu

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：三个主要腐蚀因素为：温度、含水率、CO

SS1：油田采出水样配制：根据待选材井区超深井地层水组分，含水率为100％的试验溶液用符合要求的试剂以及蒸馏水配制，不同含水率试验的溶液采用原油+水的方案，。

SS2：试验介质除氧：将配置好的水样装入除氧瓶；连接氮气钢瓶、胶皮管、玻璃管，形成通气系统；打开氮气钢瓶总阀门及分压阀门，向除氧瓶通入氮气驱氧6小时；

SS3：高温高压反应釜腐蚀实验，采用如下步骤：清洗釜体，上釜，检查气密性，加压升温，卸釜，取试片；

SS4：试片腐蚀产物的清除：试片从反应釜取出后，用自来水、无水乙醇清洗后，用滤纸包好放在干燥器中12h后称重；

SS5：腐蚀速度的计算：利用试片试验前后失重计算腐蚀速度。

腐蚀速度的计算公式：

X-试片腐蚀速率mm/a；W

87600-计算常数；A-试片表面积cm

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：所述油管选择方法考虑的主要腐蚀因素包括：温度、含水率、CO

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：所述油管选择方法选材范围包括：15Cr、P110S、S13Cr、 25Cr、钛合金、028合金。上述材料均为本领域常见的钢材或合金材料，均可商购获得。

本发明具有如下技术效果：

1.本发明能够针对多种腐蚀因素共存、腐蚀环境复杂的超深井特殊环境，基于室内腐蚀实验数据制作图版，根据现场井下实际环境选出油管材料，能够有效避免油管材料防腐级别设计过高或者过低，造成套管使用浪费或达不到使用寿命，能够保证油田安全生产，降低油管成木。

2.本发明建立的三维选材图版，一个图版中能够直观反映三种腐蚀因素共同作用下多油管材料的腐蚀安全性能情况，在取得待选材井腐蚀因素值后，能够直接带入图版，快速确定最优材质，简化了选材流程、提高了选材效率。

本发明应用于油气井管材选材及腐蚀防护领域。能够有效避免油管材料防腐级别设计过高或者过低，造成套管使用浪费或达不到使用寿命，能够保证油田安全生产，降低油管成本。

本发明公开了一种井下管柱三维图版选材方法。本发明通过开展包含待选材井区实际环境中主要的多中腐蚀因素共同作用下的室内腐蚀实验，根据待选材井区腐蚀速率控制指标，利用曲线、拟合以及曲面拟合方法，制作包含三因素的能够直观反映材料腐蚀安全区和危险区的三维选材图版，最后将待选材井井下腐蚀因素值放入三维选材图版，根据腐蚀因素值在三维选材图版中相对于各种材料的安全区及危险区的位置，选择出满足要求的油管材料。本发明能够为多种腐蚀因素共存、腐蚀环境复杂的超深井选出安全的油管材料，简化了选材流程、提高了选材效率。

附图说明

图1为本发明的一个实验例得到的CO

图2为本发明的另一个实验例得到的CO

图3为本发明的一个实验例得到的CO

图4为本发明的另一个实验例得到的不同CO

图5为本发明的一个实验例得到的材料C1的一组井下腐蚀因素：温度、含水率、CO

图6为本发明的另一个实验例得到的4种待选材料的一组井下腐蚀因素：温度、含水率、CO

图7为本发明的一个实验例利用得到的4种待选材料的一组井下腐蚀因素：温度、含水率、CO

图中标记列示如下：C

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本发明的实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。

第1组实施例、本发明的腐蚀极限安全曲面的确定方法

本组实施例提供一种用于井下管柱选材的井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述一种用于井下管柱选材的井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法包括：

(1)确定目标井的井下管柱材料的极限安全腐蚀速率Vd；

(2)确定目标井的若干井下腐蚀因素；

(3)以若干井下腐蚀因素中的井下腐蚀因素X、Y、Z为一组；以井下腐蚀因素X为变量，井下腐蚀因素Y和Z分别取固定值，对以所述井下管柱材料做为待选材料进行腐蚀实验；

(4)通过腐蚀实验测得井下腐蚀因素X在不同取值X1～Xn下的待选材料的腐蚀速率值Q1-Qn，并得出以井下腐蚀因素X为变量的待选材料的腐蚀速率值变化规律公式：Q

(5)改变其它井下腐蚀因素取值并固定，以井下腐蚀因素X做为变量再次进行腐蚀实验，重复步骤 (4)得到井下腐蚀因素X的极限安全值X

(6)每改变一次其它井下腐蚀因素取值并固定，以井下腐蚀因素X做为变量再次进行腐蚀实验，重复步骤(4)得到井下腐蚀因素X的极限安全值X

(7)以井下腐蚀因素Y为变量，井下腐蚀因素X和Z分别取固定值，对待选材料进行腐蚀实验；重复步骤(4)-(6)得到井下腐蚀因素Y的极限安全值Y

(8)以井下腐蚀因素Z为变量，井下腐蚀因素X和Y分别取固定值，对待选材料进行腐蚀实验；重复步骤(4)-(6)得到井下腐蚀因素Z的极限安全值Z

(9)根据井下腐蚀因素X的极限安全值X

在上述(3)和(4)这两步中，以井下腐蚀因素X为变量，井下腐蚀因素Y和Z分别取固定值并进行腐蚀实验是指：在确定的目标井的井下腐蚀因素X、Y、Z中，假设，井下腐蚀因素X的取值X`∈{X1, X2,X3,……,Xn}；

井下腐蚀因素Y的取值Y`∈{Y1,Y2,Y3,……,Yn}；

井下腐蚀因素Z的取值Z`∈{Z1,Z2,Z3,……,Zn}，在进行腐蚀实验前，先将因素Y和因素Z取固定值，例如，因素Y的取值Y`＝Y1，因素Z的取值Z`＝Z1，在这一前提下，以因素X为变量，测试因素X 取不同值时待选材料的腐蚀速率值Qx，即，当X`＝X1,X2,X3,……,或，Xn时，测得的待选材料的腐蚀速率值Qx可能为Qx1、Qx2、Qx3、……,或，Qxn，根据X`＝X1,X2,X3,……,或，Xn和Qx＝Qx1、Qx2、 Qx3、……,或，Qxn，这两组一一对应的数值，以选自X1,X2,X3,……,或，Xn的X`值为横坐标，以腐蚀速率值标准标尺为纵坐标，再将代表Qx值的Qx1、Qx2、Qx3、……,或，Qxn等值标注于坐标图中，得到以X`为变量的Qx的曲线，如图1所示，该曲线对应的公式即Qx＝f(Xn)。

所述待选材料的一组井下腐蚀因素X、Y、Z的腐蚀极限安全曲面即在一个以井下腐蚀因素X的极限安全值Xe1,Xe2,Xe3,……,Xen为X坐标轴、以井下腐蚀因素Y的极限安全值Ye1,Ye2,Ye3,……,Yen为 Y坐标轴、以井下腐蚀因素Z的极限安全值Ze1,Ze2,Ze3,……,Zen为Z坐标轴的三维坐标图上形成的三维曲面，如图6-7所示。

本文中的“目标井”指，即将应用待选材料做为井下管柱的石油井。

在具体的实施例中，步骤(1)中，确定待选材井区的井下管柱材料的极限安全腐蚀速率V

在进一步的实施例中，步骤(2)还包括：对若干个目标井的井下腐蚀因素进行分组；

优选地，相互作用大的井下腐蚀因素分为一组。

在具体的实施例中，所述井下腐蚀因素选自：温度、含水率、CO

本领域技术人员可以根据井况增加其他重要的腐蚀因素，例如，矿化度、压力、氧含量、细菌等。

优选地，温度、含水率、CO

H2S分压、Cl

在一些实施例中，每种待选材料的每组井下腐蚀因素均可确定腐蚀极限安全曲面；

优选地，所述待选材料选自15Cr、P110S、S13Cr、25Cr、钛合金、028合金。

在具体的实施例中，步骤(3)中的腐蚀实验包括在模拟井下管柱工作环境下对待选材料试片处理6h 以上然后清洗、干燥、称重；

优选地，待选材料试片的腐蚀速率V的计算公式如下：

其中，V为待选材料试片的腐蚀速率，量纲为mm/a；W

在另一些实施例中，模拟井下管柱工作环境指：在高温高压反应釜内放入配制的油田水样；釜内模拟的井下腐蚀因素包括：温度为30-210℃、压力为20-200Mpa、CO

在具体的实施例中，步骤(5)和步骤(6)中的所述其它井下腐蚀因素指做为变量的井下腐蚀因素以外的井下腐蚀因素。在一些实施例中，以井下腐蚀因素X为变量，则井下腐蚀因素Y、Z为其它井下腐蚀因素；在另一些实施例中，以井下腐蚀因素Y为变量，则井下腐蚀因素X、Z为其它井下腐蚀因素；在一些实施例中，以井下腐蚀因素Z为变量，则井下腐蚀因素X、Y为其它井下腐蚀因素。

第2组实施例、本发明的一种井下管柱三维图版选材方法

本组实施例提供一种井下管柱三维图版选材方法。本组所有的实施例都具备如下共同特征：所述一种井下管柱三维图版选材方法采用第1组实施例任一所述的一种用于井下管柱选材的井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的确定方法确定出每个待选材料的每组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面，形成对应组别的选材三维图版；

测试即将应用对应的待选材料的目标井的每组井下腐蚀因素的实测值：x

在对应组别的选材三维图版所在的X、Y、Z坐标轴上根据实测值x

在一些实施例中，所述腐蚀极限安全曲面内侧为腐蚀安全区域，外侧为腐蚀危险区域；

Mk点落在对应待选材料的对应组别井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内则表明该对应待选材料可用于该目标井的井下管柱。

在另一些实施例中，第一组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面形成的选材三维图版为Tu1，第二组井下腐蚀因素的腐蚀极限安全曲面形成的选材三维图版为Tu2；

测试即将应用对应的待选材料的目标井的第一组井下腐蚀因素的实测值：x

在选材三维图版Tu1所在的X、Y、Z坐标轴上根据实测值x

M1点落在腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内对应的待选材料，以及M2点落在腐蚀极限安全曲面的腐蚀安全区域内对应的待选材料，二者取交集，确定出的待选材料即为目标井的井下管柱可适用的材料。

本组最具体的一个实施例提供一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：根据油管使用寿命或待选材井区腐蚀速率控制指标，确定待选材井区油管设计使用寿命内油管材料的极限安全腐蚀速率，如图1中的V

步骤2：确定待选材井区超深井井下主要腐蚀因素及其因素值的变化范围，将主要腐蚀因素分成三个一组，相互作用大的腐蚀因素优先分到同一组。因不同井区井下主腐蚀因素是不同的，主要腐蚀因素需根据现场经验或实验分析评价确定，例如，可根据“《Factors Influencing the Hydrogen Cracking Sensitivity of Pipeline Steels》CORROSION/76,paper no.144”、“宁夏盐池油田井下J55、N80套管腐蚀因素分析”等文记载的方法确定。将确定出的主要腐蚀因素根据现场经验或实验分析评价数据，按腐蚀因素的影响程度大小进行分组，根据书籍《正交试验法》，利用正交试验设计对各腐蚀因素对腐蚀情况的影响程度大小或各腐蚀因素之间的相关性开展评价，影响程度接近的腐蚀因素或相关性大的腐蚀因素分为一组。

对于超深井井下主要腐蚀因素包括：温度、含水率、CO

步骤3：开展室内腐蚀实验，确定每一种预选油管材料对应的某一组三个主要腐蚀因素的极限安全值，其具体方法为：

S1：在三个主要腐蚀因素中，将其中两个主要腐蚀因素值(分别记为Y因素、Z因素)，设定在其变化范围内的某一固定值，改变另一个主要腐蚀因素值(记为X因素)在其变化范围内的取值，通过腐蚀实验(该腐蚀实验的具体操作可参考标准文件《NACE TM0177-2005》)，测试出预选油管材料在改变的主要腐蚀因素(X因素)取不同值时的腐蚀速率值；

如图1所示，三个主要腐蚀因素：温度、含水率、CO

S2：根据预选油管材料在改变的主要腐蚀因素(X因素)取不同值时的腐蚀速率值，采用拟合的方法，得到预选油管材料在两个主要腐蚀因素值(Y因素和Z因素)取某一固定值时，随改变的主要腐蚀因素(X 因素)的变化规律公式：v

如图1所示，曲线Ls为根据坐标点Qk拟合得到的含水率-腐蚀速率规律曲线，其对应的公式为： Q

S4：令f(x)＝v

如图1所示，直线Ld与曲线Ls相交于点(P

S5：将其中两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)在其值变化范围内取不同的固定值，利用S1-S4中所述方法，可以得到两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)在其值变化范围内取不同固定值时另一个主要腐蚀因素(X因素)的极限安全值；当另一个主要腐蚀因素(X因素)取极限安全值时，对应的其中两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)所取的固定值即为这两个主要腐蚀因素(分别记为Y因素、Z因素)的极限安全值；

图2为室内腐蚀实验测得的P110S在不同温度下，腐蚀速率随含水率变化规律。如图2所示，即是将 CO

同样，改变CO

步骤4：将每种材料的某一组三个主要腐蚀因素的每组极限安全值分别作为x，y，z坐标值，在三维直角坐标系中记录为一个坐标点；

图4中的坐标点即为材料C

步骤5：采用拟合方法，分别将每种材料的某一组三个主要腐蚀因素的所有极限安全值对应的坐标点，在三维直角坐标系中拟合为一个材料腐蚀极限安全曲面，记为：U

图5中的曲面为基于CO

图6中，表示了C

步骤6：按照步骤3-步骤5的方法，作出其他三个一组的所有主要腐蚀因素的选材三维图版，记为 Tu

对于超深井井还需要采用步骤3-步骤5的方法，作出基于第二组主要腐蚀因素：H

步骤7：测试待选材超深井井下腐蚀环境，获取所有主要腐蚀因素实测值，并与三维选材图版对应将这些主要腐蚀因素实测值三个一组分组记录为：M

步骤8：在油管材料所有选材三维图版Tu

图7中，通过M1在所在Tu

步骤9：将通过所有选材三维图版Tu

由图7中，两套选材三维图版选材求交集，得出该口待选材超深井可选材料为C

对于同一个井区而言，根据主要腐蚀因素的分组数量n，可以做出n个三维图版。待选材料需要同时满足所有的三维图版，即，Mk值在每个三维图版中均需落入安全区，才能认为该待选材料符合要求。

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：三个主要腐蚀因素为：温度、含水率、CO

SS1：油田采出水样配制：根据待选材井区超深井地层水组分，含水率为100％的试验溶液用符合要求的试剂以及蒸馏水配制，不同含水率试验的溶液采用原油+水的方案；

SS2：试验介质除氧：将配置好的水样装入除氧瓶；连接氮气钢瓶、胶皮管、玻璃管，形成通气系统；打开氮气钢瓶总阀门及分压阀门，向除氧瓶通入氮气驱氧6小时；

SS3：高温高压反应釜腐蚀实验，采用如下步骤：清洗釜体，上釜，检查气密性，加压升温，卸釜，取试片；

SS4：试片腐蚀产物的清除：试片从反应釜取出后，用自来水、无水乙醇清洗后，用滤纸包好放在干燥器中12h后称重；

SS5：腐蚀速度的计算：利用试片试验前后失重计算腐蚀速度。

腐蚀速度的计算公式：

X-试片腐蚀速率mm/a；W

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：所述油管选择方法考虑的主要腐蚀因素包括：温度、含水率、CO

一种井下管柱三维图版选材方法，其特征在于：所述油管选择方法选材范围包括：P110S、S13Cr、 15Cr、25Cr、钛合金、028合金。