温度对N80钢在饱和CO2模拟地层水下腐蚀行为的影响及机理

目的 研究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中于不同温度下的腐蚀行为及腐蚀特征，探究N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中的腐蚀规律及机理。方法 利用高温高压釜对N80钢在不同温度(60、90、120 ℃)的饱和CO2模拟油田地层水中浸泡96 h的失重腐蚀进行测试，并用电化学分析仪对其进行相同条件下的宏观电化学测试。采用XRD、SEM、EDS对N80钢腐蚀后的腐蚀产物物相结构、表面形貌、元素组成及腐蚀产物去除后基体表面的腐蚀形貌进行分析。结果 N80钢在饱和CO2模拟油田地层水中所形成的腐蚀产物主要由FeCO3和溶液介质中的结晶盐CaCO3组成。温度影响腐蚀产物膜的形貌特征、晶粒尺寸及其致密度变化，导致基体发生不同程度的腐蚀。60 ℃时，表面生成的腐蚀产物膜均匀覆盖于基体表面，产物膜膜层平整、致密，去除腐蚀产物后，表面有少量点蚀坑;温度升至90 ℃时，基体表面覆盖的腐蚀产物凹凸不平，晶粒粗大，排列较乱，规则性差于60 ℃下的腐蚀产物，腐蚀产物去除后，发现基体表面有大片蚀坑群，发生连片腐蚀;120 ℃时，腐蚀产物晶粒减少，覆盖不均，具有明显蚀孔和裂纹，部分腐蚀产物脱落，去除腐蚀产物后的基体表面出现大面积蚀坑，发生严重腐蚀。N80钢的腐蚀速率由60 ℃时的0.021 0 g/(m².h)增至90 ℃时的0.036 0 g/(m².h)，至120 ℃时的0.044 4 g/(m².h)。N80钢的自腐蚀电流密度由60 ℃时的1.362 3× 10^?6 A/cm²增至90 ℃时的1.427 3×10^?6 A/cm²，至120 ℃时的1.785 1×10^?6 A/cm²，但其自腐蚀电位则随温度的增加而减小。结论 随腐蚀温度增加，N80钢表面所生成的腐蚀产物膜变得较疏松，且膜层含较多微孔与裂纹，腐蚀速率持续增加，N80钢腐蚀加重。

Effect and Mechanism of Temperature on the Corrosion Behavior of N80 Steel in Simulated Formation with Saturated CO2