【摘 要】
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全球气候变暖和石油能源危机成为国际社会越来越关心的问题,全球气候变暖主要与CO2的排放有关,石油能源危机依靠探索新能源或提高采油率来解决。通过CO2驱油技术既能减少CO2
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全球气候变暖和石油能源危机成为国际社会越来越关心的问题,全球气候变暖主要与CO2的排放有关,石油能源危机依靠探索新能源或提高采油率来解决。通过CO2驱油技术既能减少CO2的排放,又能够提高原油的采收率。在采出系统中,CO2对油井管腐蚀问题不可避免,造成巨大的经济损失。所以研究超临界CO2-原油-水共存条件下碳钢腐蚀规律具有现实意义。本文研究N80钢和P110钢的CO2腐蚀问题。实验中的原油取自胜利油田纯梁采油厂,根据采油厂地层水的矿物含量用蒸馏水和化学分析试剂进行配制水溶液。利用数值模拟方法模拟高压釜内不同位置试样表面的流体速度、湍流动能和湍流强度的分布特性。在模拟基础之上进行高温高压CO2腐蚀实验,并且运用体视显微镜、扫描电子显微镜和能谱等表征方法,对实验数据进行分析和总结。本文提出通过使混输介质处于油包水乳化状态抑制腐蚀的防腐理念,同时指出原油含水率和油水乳状液的稳定性是影响碳钢腐蚀的决定性因素。实验结果表明:两种工况条件下,不同含水率的液滴大小不一样,导致腐蚀速率和腐蚀产物膜形态的差异。当含水率小于70%时,形成油包水乳状液,碳钢的腐蚀速率随着含水率增加缓慢增大。当含水率大于70%时,形成水包油乳状液,碳钢的腐蚀速率随含水率增加快速增大。高转速条件下,原油在高温和高压环境中体积膨胀,使水滴包裹在原油中,减少液滴与金属基体的接触,从而降低碳钢的腐蚀速率。低转速条件下,乳状液在空间上分布不均匀,乳状液中的液滴会聚结沉积,使液滴逐渐变大,从而导致较高的腐蚀速率和较大直径的点蚀坑。
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