高温高压CO2驱采出液中N80碳钢局部腐蚀诱发机理

张 星,赵 琳,刘安庆,杨景辉,韩 霞,王子明,宋光铃

(1. 中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院，东营 257000; 2. 中石化节能环保工程科技有限公司，武汉 430223;3. 厦门大学 材料学院海洋材料腐蚀防护研究中心，厦门 361005)

近年来，我国石油企业在低碳环保发展理念的指引下，通过自主实践将CO2捕集、封存技术与CO2驱油技术进行集成创新，逐渐探索出CCUS(CO2捕集封存、驱油)一体化发展新模式，是我国实现大规模“碳减排”最便捷的途径[1]。然而，腐蚀是困扰CO2驱油技术大规模推广应用的关键瓶颈之一。与常规油田采出液不同，CO2驱生产过程中的采出液中含有大量高分压CO2，同时较高的气液比使得油气水多相流流型异常复杂，导致油井管、地面集输管网面临较高的腐蚀风险。近年来，国内外针对材料在高含CO2多相流模拟环境中的腐蚀问题开展了诸多研究。一方面，利用大型多相流环路系统认识流型对管道腐蚀的影响规律。例如，OHIO大学报道了油水两相流中管道动态润湿与局部腐蚀的关联性[2]。国内部分科研机构重点研究了气水两相流中材料的损伤机理[3-4]。最近，WANG等[5]通过多相流环路试验结合理论分析发现高气液比有助于减缓管道腐蚀。另一方面，利用高温高压模拟测试开展不同状态油水混合液的腐蚀规律和机理研究。例如，WANG等[6]研究了模拟CO2驱集输环境中采出液的腐蚀性，发现油水乳状液稳定性是决定材料腐蚀行为的关键因素。孙冲等[7]研究了1 m/s流速的不同含水率超临界CO2-油-水多相混合介质中N80钢的局部腐蚀行为，发现含水率低于30%时,腐蚀被明显抑制，并认为局部点蚀的形成与油水润湿有关。……