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(1. 海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室,鞍山 114009; 2. 鞍钢集团钢铁研究院,鞍山 114009; 3. 鞍山钢铁集团公司,鞍山 114006)

油管是油气田开发时下入到油井套管内的管柱钢管，是在钻探完成后将原油和天然气从油气层运输到地表的管道，在石油开采过程中，油管的使用量仅次于套管的使用量。近几年，随着油气田开采条件的不断恶化，油田含水量越来越高，深层含CO2油气层的开发日益增多，以及注CO2强化采油工艺的推广及普及[1-3]，使油田油管及设备的腐蚀问题越来越严重，该问题成为油田和油管生产厂急需解决的重要课题。因此，研究CO2体系下各因素对油井管腐蚀的协同和交互作用机理，对于提高油井管产品质量、提高油井设备安全具有重大意义。

某油气井于2004年11月投产进行抽油作业，2014 年8月发现井下1 780 m处的油管陆续发生腐蚀穿孔。该油气井采用N80油管，规格φ73.02 mm×5.51 mm,属于二氧化碳油气井，井深2 358 m，产液量110 m3/d，产油量4.4 t/d，含水率96.0%，油压0.65 MPa，动液面1 500 m，油井井液成分见表1，pH为7.2。失效时，该油管服役时间为90 d。

表1 油井井液成分Tab. 1 Chemical composition of oil well solution mg/L

1 理化检验及结果

1.1 内外壁宏观腐蚀形貌

腐蚀穿孔油管的宏观形貌如图1所示。结果表明：穿孔尺寸约3.0 mm×2.0 mm，该油管外壁部分均未发现明显的腐蚀痕迹，孔洞周围壁厚由内向外逐渐减薄，这说明腐蚀优先从油管内壁开始，由内向外扩展，直至穿孔。将油管内壁腐蚀产物清除干净，观察其内壁形貌,如图2所示。结果表明,油管平均壁厚无明显变化，油管内壁存在明显的腐蚀坑，并且腐蚀坑沿着油管纵向排列，其最大深度为2.5 mm。……