彭龙，韩国庆，杨杰，LANDJOBO PAGOU ARNOLD

中国石油大学(北京)石油工程教育部重点实验室，北京 102249

*通信作者, hanguoqing@163.com

0 引言

在油田生产过程中，二氧化碳腐蚀问题一直是石油天然气开发中面临的重要难题。干CO2本不具有腐蚀性，但溶于水后，对金属钢材有很强的腐蚀性。在我国，塔里木、四川、华北、长庆、南海、东海及渤海等油气田都含有大量的CO2，使得井下生产设备和地面管输设备都面临二氧化碳腐蚀的风险[1]。

关 于CO2腐 蚀 机 理，De Waard和Milliams[2]、Davies et al[3]对腐蚀阳极反应过程和阴极反应过程进行了不同的假设。阴极反应主要涉及到H+、H2CO3和HCO3-的还原；阳极反应过程缺乏实验数据对中间产物进行证明。Videm和Dugstad[4]认为在CO2腐蚀的过程中，钢材的腐蚀速率主要取决于阴极过程。Nesic et al[5]提出：实验碳钢在高转速下，当溶液pH＜4，阴极反应以H+的还原为主；当溶液pH＞5，阴极反应主要以H2O的还原为主。实验碳钢在低转速下，当溶液pH＜4，阴极反应以H+和H2CO3的还原为主；当溶液4＜pH＜6，阴极反应以H2CO3的还原为主。Linter和Burstein[6]实验表明，CO2腐蚀阴极反应中，H+和H2O的还原比较明显，而H2CO3不是产生H2的控制因素。王准章[7]对超临界CO2环境下不锈钢电偶腐蚀及缓蚀机理进行研究，并着重探讨超临界CO2环境下的腐蚀，以及碳钢与不锈钢之间的电偶腐蚀问题。尽管CO2腐蚀的阳极反应和阴极反应存在一定的争议，但CO2腐蚀总反应方程式可以概括为：Fe+H2O→FeCO3+H2。

国际上关于CO2腐蚀速率预测模型主要可分为3类，即经验型预测模型、半经验型预测模型和机理型预测模型[8-10]。机理模型利用经典动力公式求解腐蚀速率，其物理意义明确，易修正预测模型的缺陷。……