超临界CO₂/油/水系统中油气管材钢的腐蚀机制

孙冲¹，孙建波¹，王勇¹，王世杰²，刘建新²

1. 中国石油大学(华东)机电工程学院2. 中石化胜利油田分公司采油工艺研究院

摘 要：利用高温高压CO2模拟实验及SEM,EDS,XRD等分析技术,研究了超临界CO2/油/水系统中J55钢的腐蚀速率、腐蚀形态和腐蚀产物膜的结构特征,建立了不同含水率下的腐蚀模型,并阐述其腐蚀机制.结果表明:含水率低于30%时,原油浸润整个金属表面,J55钢发生均匀腐蚀,处于耐蚀状态;含水率在30%~75%之间时,腐蚀速率近似线性增长,原油吸附不均匀性及在腐蚀膜沉积部位水优先润湿导致局部孔蚀;含水率高于75%以后,水相浸润整个金属表面,原油的缓蚀作用被屏蔽,腐蚀膜局部破坏引发台地腐蚀,腐蚀速率急剧增加.含水率达到100%时,超临界CO2溶于水形成的强腐蚀环境导致整个金属表面的均匀腐蚀.原油能够削弱超临界腐蚀介质对腐蚀膜的溶解,改变腐蚀膜晶粒尺寸、堆积形态及化学组成,提高腐蚀膜的保护性能.

关键词：CO2腐蚀;超临界CO2;原油;含水率;J55钢;