油井管材料流體誘導(dǎo)腐蝕研究.pdf

1、油井管是油氣井儲層改造和生產(chǎn)的重要裝備，在酸化壓裂、產(chǎn)出等工況下，處于極其惡劣的環(huán)境中，承受著力學(xué)、化學(xué)等耦合作用，容易發(fā)生嚴重變形、斷裂和腐蝕穿孔等井下事故。為此，本文基于流體力學(xué)理論及腐蝕電化學(xué)理論，以油井管P110鋼和超級13Cr鋼兩種材料為研究對象，在自行設(shè)計的射流式實驗裝置上，開展了高流速下（流速高達40m/s以上）油井管材料的流體誘導(dǎo)腐蝕研究。
　　論文研究了流速、沖蝕角度和Cl-濃度對流體誘導(dǎo)腐蝕速率和機理的影響。采

2、用失重法得出兩種材料在不同影響因素下的平均腐蝕速率;采用電化學(xué)方法得出兩種材料在不同流速下的自腐蝕電位和極化曲線;采用掃描電鏡對兩種材料的腐蝕產(chǎn)物膜進行分析。研究結(jié)果表明，當沖蝕角度為45°時，NaCl濃度為3.5wt％時，兩種材料的腐蝕速率均達到最大。因此固定NaCl濃度為3.5wt％，沖蝕角度為45°時，調(diào)節(jié)流體流速為0～21 m/s范圍內(nèi)時，得到了流速對兩種材料流體誘導(dǎo)腐蝕具有重要影響。結(jié)論如下:
　　(1)當流速為10.0

3、m/s時，兩種材料的腐蝕速率均達到最大值，此時自腐蝕電位靠近陽極溶解反應(yīng)，極化曲線結(jié)果表明此時的腐蝕反應(yīng)受陰極氧擴散和陽極溶解反應(yīng)共同主導(dǎo)，導(dǎo)致腐蝕速率最大，腐蝕產(chǎn)物膜厚度最薄且最疏松。
　　(2)當流速小于10.0m/s時，隨著流速的增加，兩種材料的腐蝕失重逐漸增大，自腐蝕電位逐漸降低，陰極極化曲線主要受氧擴散控制;隨著流速的增加，腐蝕產(chǎn)物膜的厚度逐漸減薄，產(chǎn)物膜也由致密變得疏松。
　　(3)當流速大于10.0m/s時，隨