超临界CO2/油/水系统中油气管材钢的腐蚀机制

金属学报, 2014, 50(7): 811-820. doi: 10.3724/SP.J.1037.2013.00812

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 ^2, , 王勇 ^3, , 王世杰 ^4, , 刘建新 ^5,

1.中国石油大学(华东)机电工程学院,青岛266580

2.中国石油大学(华东)机电工程学院,青岛266580

3.中国石油大学(华东)机电工程学院,青岛266580

4.中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,东营257000

5.中石化胜利油田分公司采油工艺研究院,东营257000

关键词： CO2腐蚀 , 超临界CO2 , 原油 , 含水率 , J55钢

CORROSION MECHANISM OF OCTG CARBON STEEL IN SUPERCRITICAL CO2/OIL/WATER SYSTEM

Keywords： CO2 corrosion , supercritical CO2 , crude oil , water cut , J55 steel

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.

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