渤海多因素条件下的管材腐蚀规律试验研究*

张启龙 张晓诚 韩耀图 袁伟伟 刘 鹏

(中海石油(中国)有限公司天津分公司; 海洋石油高效开发国家重点试验室)

0 引 言

渤海油田进入开采的中后期，其开采过程中面临的一大难题是井下管柱(油管、套管等)的腐蚀[1]，管柱发生点蚀、断裂和穿孔等形式的破坏，不仅影响油气井的生产寿命，造成重大经济损失，还易造成井下窜层、密封失效以及环空带压等安全事故，威胁井口人员的安全[2-3]。发生这种现象的原因除了井下流体的冲蚀外，另一个重要原因是随着渤海油田勘探开发深度的不断加深，深部储层富含CO2和H2S等腐蚀性气体，使管柱发生“酸性或甜性腐蚀”[4]。

本文利用高压釜动态腐蚀试验装置模拟了实际生产过程中的腐蚀过程，采用控制变量法研究了温度、含水体积分数、腐蚀时间、H2S分压和含Cr质量分数等5个因素对管材腐蚀速率的影响规律，对不同材质的腐蚀挂片进行了电镜扫描(SEM)，探究了在低浓度H2S条件下的管材腐蚀机理，最后利用灰色关联度的数学方法，对各个因素对腐蚀速率影响的敏感性进行了研究。研究结果可为渤海油田开发过程中的CO2/H2S腐蚀与防护提供理论和试验依据。

1 试验装置和方法

1.1 试验装置

利用高压釜动态腐蚀试验装置完成相关试验，试验装置如图1所示。该装置由混合气体发生器、动态腐蚀密封釜和尾部气体处理装置3部分组成，它通过调节气体组分、筒内温度、筒内压力及电机转速等来模拟实际的井下腐蚀情况。……