S13Cr在超高温超临界CO2环境下的腐蚀行为及产物膜特征

• 作者: 何松 王贝 冯桓榰 路民旭 周定照 邢希金
• 来源期刊: 装备环境工程
• 学科: 工学
• 关键词: 超级13Cr 超临界CO2 H2S 高温高压 腐蚀 油套管
• 年，卷（期）: 2021,（1）
• 页码范围: 8-14
• 页数: 7页
• 分类号: TG172
• 语种: 中文
• DOI: 10.7643/issn.1672-9242.2021.01.002

摘要

目的 明确超级13Cr在超高温超临界CO2环境下的适用性、耐蚀性及腐蚀产物膜特征.方法 采用高温高压反应釜模拟气井井底超高温超临界CO2腐蚀工况,采用腐蚀失重法获取腐蚀速率,结合扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)及X射线衍射仪(XRD)对腐蚀产物特性进行分析研究.结果 在215℃、31.2 MPa CO2分压、7.24 kPa H2S分压下,超级13Cr在含饱和水的超临界相中及含饱和CO2的模拟凝析水相中均呈现均匀腐蚀特征,腐蚀速率分别为0.009 mm/a及0.126 mm/a.腐蚀受CO2-H2S共同控制.腐蚀产物呈双层结构,内层腐蚀产物以碳酸亚铁为主,外层以磁黄铁矿为主,且内外两层腐蚀产物膜结合较弱,易剥离.超临界相中,内外层腐蚀产物膜均较为稀疏,水相区内外层腐蚀产物膜更为致密,但外层腐蚀产物膜容易发生破裂剥落.结论 以0.125 mm/a作为油套管选材标准,对于仅含凝析水、无积水问题的气井,可选用超级13Cr作为油套管材质(温度≤215℃,CO2分压≤31.2 MPa,H2S分压≤7.24 kPa,Cl?质量浓度≤4646 mg/L),但对于井底有比较严重积水问题的气井,或者含水率较高的油井,超级13Cr并不适合.