考虑环空压力的生产套管CO2腐蚀速率预测

刘和兴，刘金铭，孟文波，张智，李炎军，梁继文

（1.中海油（中国）有限公司湛江分公司，广东 湛江 524057；2.西南石油大学 油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都 610500）

海洋油气的开采在油气资源勘探开发中占很大比重[1]，其开采管柱的腐蚀严重程度要远远大于陆地环境，而且海洋油气开采设备的腐蚀损失远比陆地要大[2-3]。其中，CO2腐蚀发生比较普遍。CO2腐蚀会破坏井身结构的完整性[4]，再加上生产过程中可能由于热膨胀、泄露等造成环空带压，二者叠加严重威胁井筒安全，甚至可能造成停产[5]。因此有必要评价考虑环空带压作用下海上碳钢套管的腐蚀安全性。

冯蓓等[6]综述了二氧化碳腐蚀的机理，系统地介绍了影响二氧化碳腐蚀的因素诸如环境因素与材料因素。王军等[7]分析了油气田开发过程中溶解气体腐蚀，溶解盐腐蚀和温度、pH 及流速等因素对油套管腐蚀的影响。康阿利[8]研究认为，套管腐蚀的主要原因是水质中的高矿化度，溶有的二氧化碳，游离氧和硫化氢等。陈长风等[9]针对中国近海油气田生产设备CO2腐蚀的现场条件，建立了单相水介质条件下的CO2均匀腐蚀速率预测模型，重点考虑了离子的传质过程。针对套管的腐蚀，大多数学者都是通过考虑不同的腐蚀影响因素，研究腐蚀机理和规律，结合实验结果确定腐蚀速率的大小，进而判断各因素的影响程度，腐蚀机理的研究一直在不断完善。然而，仅有少数学者对腐蚀进行预测时考虑了环空压力。……