关键词:
多元热流
腐蚀产物
CO2/O2腐蚀
离子选择性
油井管
摘要:
作为高效的稠油热采作业方式,多元热流体蒸汽吞吐热采技术在稠油开发中占据着重要的地位。但在其作业过程中产生的多元热流体的主要成分为水蒸气、CO、N和少量O。其中CO和O在高温高压环境下对一般的油井管材料具有强烈的腐蚀性。本文通过腐蚀失重实验、电化学测试、表面形貌分析、XRD分析以及热力学计算等分别研究了在50-350℃温度范围和0-1 MPa氧气分压范围内不同材料在O/CO环境下的腐蚀行为及其腐蚀产物之间竞争关系和转变过程,以解释其腐蚀速率变化规律及点蚀现象。研究表明材料的腐蚀速率随温度升高的变化规律与其腐蚀产物的转变相对应,随着温度和O分压的增大,材料的腐蚀产物能够在一定条件时发生转变。当温度范围较低时,材料的腐蚀产物组成成分为Fe CO,其腐蚀速率变化规律与CO环境下腐蚀速率变化规律相近,当温度上升至180℃左右时,材料的腐蚀产物膜类型发生了从Fe CO到FeO的转变,此时腐蚀反应的主控因素也由CO转变为了O;除此之外,当O分压增大至0.2 MPa左右时,材料的腐蚀产物膜同样转变为Fe的氧化物,由电化学分析可知此时的腐蚀产物膜对基体的保护性与低O分压下相比较差,腐蚀产物膜也呈现出阴离子选择性,其对应的腐蚀速率也在该条件下出现迅速上升的现象。