模拟油田CO2驱采出环境下管柱腐蚀规律研究

作者：赵雪会; 黄伟; 张华礼; 李玉飞; 付安庆; 徐秀清

来源：表面技术, 2019, 48(05): 1-8.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.05.001

• CO2驱
• 碳钢
• 高温高压
• 腐蚀
• 微观形貌
• 耐蚀性

目的明确长庆油田CO2驱采出环境下腐蚀影响因素对碳钢油管柱腐蚀性能的影响规律,结合腐蚀环境优化匹配合适的防腐措施。方法通过失重法,利用高温高压釜模拟油田环境,得到材料的腐蚀速率,并结合扫描电子显微镜或背散射电子能谱,对试验后腐蚀产物膜形貌和腐蚀膜层横截面微观形貌进行分析。结果在模拟油田CO2驱采出环境井筒温度为80℃的条件下,当p(CO2)在0～5 MPa范围逐渐增大时,N80/J55管材无明显点蚀现象,且平均腐蚀速率呈直线增大趋势,最大腐蚀速率达到5.87 mm/a;当试验体系逐渐进入超临界CO2环境(即p(CO2)≥7MPa)时,N80/J55管材的平均腐蚀速率先减小后逐渐增大;当p(CO2)=10 MPa时,管材的最大腐蚀速率达到6.74 mm/a。XRD物相分析得出,腐蚀产物膜主要由碳酸亚铁组成。试验溶液中加入200 mg/L的改性TG512缓蚀剂,可有效缓解管材腐蚀。当试验溶液介质含油率≥70%时,N80/J55管材的平均腐蚀速率≤0.022mm/a,且平均腐蚀速率逐渐趋于平缓。结论在模拟油田CO2驱采出液含油率<70%的环境下,N80/J55油管均为严重腐蚀,必须采取有效防腐措施才能使用。改性TG512高效缓蚀剂可有效减缓管材的腐蚀,缓蚀率达98.2%,满足油田需求。控制采出液中含水率低于30%,将会减缓井筒的腐蚀。

• 单位
  中国石油集团石油管工程技术研究院; 西安交通大学; 材料学院