CO2驱采出井井下附件材料的腐蚀评价与优选
2018-10-16,,,,
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(1. 长江大学 石油工程学院,武汉 430100; 2. 中国石油新疆油田分公司 工程技术研究院,克拉玛依 834000;3. 中国石油天然气集团公司 气举实验基地多相流研究室,武汉 430100; 4. 长江大学 中国石油天然气集团公司采油采气重点实验室长江大学研究室,武汉 430100)
CO2腐蚀一直是油气田设备在生产中造成腐蚀的主要原因,随着CO2驱油技术的发展和应用,传统CO2驱采出井中的环境日益恶劣。干燥的CO2本身并没有腐蚀性,但它溶于水相后,会促进钢材与油田生产介质产生多重的电化学反应,能显著加剧钢材的腐蚀[1-2]。CO2腐蚀不仅会使井下作业设备减薄影响使用寿命,严重时更会使油管多处穿孔,带来巨大的经济损失[3]。选取合适的井下工具材料可有效减缓腐蚀,一般采用含Cr的合金材料作为井下工具材料,Cr能在腐蚀产物膜中富集,并生成非晶态化合物Cr(OH)3,使得腐蚀产物膜具有阳离子选择性,能有效阻碍阳离子穿透腐蚀产物膜到达金属表面,阳极反应受到抑制,使得腐蚀速率降低[4-6]。不同温度下含Cr合金的腐蚀速率也有所不同,温度较低时,随Cr含量的增加,钢材腐蚀速率降低,特别是Cr质量分数超过9%的钢材,其耐CO2腐蚀性能较好。但是,Cr含量偏高时,钢材的局部腐蚀倾向会增加[7],使用合适的含Cr合金材料可降低CO2驱采出井环境对气锚、气举阀等井下附件造成的腐蚀。目前对井下附件材料的腐蚀评价与优选研究较少,本工作通过动态腐蚀试验,研究了6种Cr含量不同的材料(35CrMo、42CrMo、3Cr13、45号钢、304L、316L)在井下环境中的CO2腐蚀行为,并使用扫描电子显微镜(SEM)及配套能谱仪(EDS)对腐蚀产物膜的形貌、结构与组成进行了观察与分析。……
