油水两相流体系下的CO_(2)腐蚀行为研究

摘要

目前常采用注水方式开采石油,但是含水输油管道中常发生CO_(2)腐蚀现象,因此采用计算流体力学方法(Computational Fluid Dynamics,CFD),研究了不同含水率、不同流速下的直管和弯管中油水分布情况,确定了输油管道CO_(2)腐蚀的发生条件,并分析了流速及含水率对壁面剪切力的影响。结果表明,CO_(2)腐蚀的发生取决于管道内的含水率和流速。当含水率升高时,油品浸润在管道内壁阻止腐蚀的发生;当含水率降低时,积水量增加,导致CO_(2)腐蚀严重。当流速增大时,管道内发生湍流,因此难以形成积水,降低腐蚀风险。但是,流速增大时会导致壁面剪切力增加,破坏腐蚀产物膜,进而进一步加快腐蚀速率。向下倾斜弯管在重力作用下往往不会发生积水,腐蚀风险低;向上倾斜弯管最容易发生积水,腐蚀风险高;受冲刷作用的影响,弯头端的腐蚀严重。弯头处容易受腐蚀和力学的交互作用,因此腐蚀严重。研究结果对油田集输管道的安全运行具有一定的指导意义。