本世纪初,美国的页岩气开采技术有了突破性进展,率先实现了页岩气的商业化开采,并深刻的影响了世界能源供应的格局和在政治上产生了深远影响,在世界范围内掀起了开发页岩气的热潮。我国的页岩气资源储量丰富,是在美国之后率先进入页岩气勘探评价突破和工业化开发先导性试验阶段的国家。目前我国页岩气开发较成熟的区域主要集中在川渝地区,并在全国范围成立了多个试点地区。在国家政策的支持下,我国页岩气的开采技术的不断进步,行业发展飞快,产生了大量油井油管需求,带动了我国无缝管行业的崛起。本文通过对页岩气开采服役工况、主要失效模式进行研究,认为只有具备高强高韧性能的页岩气专用管才能满足我国页岩气井的复杂开采服役工况,并设计了筛选了25CrMoBVRE材质用于开发页岩气专用Q125钢级套管。在实验室研究中,通过FORMASTOR-F全自动相变仪对25CrMoBVRE实验钢进行了CCT曲线的测定,实验钢的AC1为683℃,AC3为805℃。使用末端淬火试验方法对实验钢的淬透性进行测定,结果显示,25CrMoBVRE有良好的淬透性,20.5mm以内可保证90%马氏体。通过热处理工艺研究表明,采用880℃淬火,620℃回火工艺对实验钢进行热处理,其金相显微组织为回火索氏体,晶粒度9级以上,材料的强韧比大于10,并且各项性能指标达到设计要求。文章同时对稀土元素在实验钢中的作用进行了研究,研究发现25CrMoBVRE钢种中的稀土元素对铸坯的铸造低倍组织有一定的改善作用,同时稀土元素对钢种热处理后的金相显微组织有一定的细化作用,并且稀土对夹杂物的形态控制,尤其对硫、氧夹杂物的形态的改变的作用良好,提高了材料的横向冲击性能,但稀土元素对实验钢的拉伸性能和淬透性影响不明显。在对25CrMoBVRE钢种进行实验室研究后,在包钢钢管公司对页岩气专用Q125钢级套管进行了φ270圆铸坯的生产及规格为φ177.8×9.19 mm管体和φ194.46×16 mm接箍的工业试制,试制结果均符合页岩气专用Q125钢级套管的技术要求,并通过了西安管材研究所的第三方评价实验。