CO2 驅油井環境下N80 鋼與3Cr13 鋼的電偶腐蝕行為

齊宏偉

(中國石油化工股份有限公司華北油氣分公司， 河南 鄭州 450006)

0 前 言

碳捕集、利用與封存(CCUS)技術作為大規模減碳技術，有力助推了“碳中和”目標，尤其是在油氣開發領域，該技術具有埋存與利用相融、減排與效益雙贏的特色[1-4]。 然而，在CO2驅油過程中，CO2不可避免地進入生產井井筒，在高溫高壓、高含CO2和高礦化度采出液的綜合作用下，對井內各類金屬工具及設備材料造成腐蝕，發生腐蝕穿孔、漏失、管壁減薄、脫落等井下事故，從而造成油井產量下降甚至停產，嚴重影響油田的正常生產，同時隨著頻繁地更換油管，修井費用不斷增加，開發成本上升[5-12]。 另外，CO2驅油井井底油管與封隔器、水力錨等裝置直接接觸，且分別采用3Cr13 和N80 等不同金屬材料加工而成，銜接使用后容易造成電偶腐蝕，誘發和加速了應力腐蝕、點蝕、縫隙腐蝕、氫脆等其他各種類型的局部腐蝕，從而加速了設備的破壞[13-16]，且不同條件下的電偶腐蝕特征存在差異，而常規的動態腐蝕速率測定已無法反映實際工況的材料腐蝕規律。 因此，有必要開展3Cr13 和N80 這2 種材料在CO2驅生產井井筒環境中的電偶腐蝕試驗，明確2 種材料的電偶腐蝕規律及腐蝕機理，為進一步的CO2驅生產井井下附件材料的優選及腐蝕防護措施的研究提供依據，同時也為CCUS 技術在石油工業領域中的安全、有效應用奠定基礎。

1 試 驗

1.1 試樣材料和裝置

選用N80 碳鋼和3Cr13 不銹鋼2 種材料，其化學成分見表1。 掛片試樣尺寸為50 mm×10 mm×3 mm，經600，800，1 000 號砂紙依次打磨光滑后用丙酮除油、去離子水沖洗、酒精擦拭后風干，放置干燥器中備用。……