N80/J55 油管钢在超临界 CO2/H2O 体系中腐蚀行为研究

Corrosion Behavior of N80 / J55 Tubing Steel in Supercritical CO2 / H2O System

吴保玉 宋振云 陈平

WU Baoyu SONG Zhenyun CHEN Ping

为了探究 N80/J55 两种油管碳钢材质在超临界 CO 驱油工况下腐蚀机理，室内采用高温高压腐蚀实验装置模拟超临界 CO/HO 体系下（富 CO 相和富 HO 相）两种腐蚀工况，进行动态腐蚀失重实验及 XRD、SEM、3D 形貌等相关材料表征。实验结果表明，富含高矿化度地层水的超临界 CO 腐蚀介质中碳钢材质腐蚀速率远高于非临界 CO 条件，其中 8 MPa 和 10 MPa 两种超临界 CO 压力条件下，J55 碳钢的耐腐蚀性能优于 N80 碳钢，SEM 和 3D 腐蚀形貌表征显示超临界 CO/HO 体系下富 CO 相中试片表面出现严重局部腐蚀，J55 和 N80 碳钢点蚀速率分别达到 5.058 mm/a 和 7.665 mm/a。富 HO 相中随着 CO 压力从 6 MPa 升高至 10 MPa，CO 在高矿水中的溶解能力、离子扩散速度、电化学传质过程均随压力升高而加快，10 MPa 对应 J55 和 N80 碳钢腐蚀速率最大，分别为 1.071 mm/a 和 1.166 mm/a，随腐蚀时间增长，腐蚀产物由开始的 FeCO逐渐转变为由 FeCO、CaCO 及 CaMg（CO） 构成的腐蚀沉积膜层，对腐蚀具有抑制作用。