碳化和氯离子侵蚀作用下井筒钢套管劣化研究

CO_(2)泄漏可能性和井筒耐久性评估是地质碳封存研究的关键问题,本文预测了碳化和氯离子侵蚀耦合作用下井筒钢套管的锈蚀劣化过程。建立了氯离子在碳化水泥中扩散数值模型,考虑碳化对结合氯离子的影响提出碳化井壁水泥中氯离子浓度的预测模型。通过模拟CO_(2)地质储存环境下的钢套管快速锈蚀试验确定了钢套管锈蚀临界氯离子浓度,考虑多参数建立了临界氯离子浓度计算模型,并进行了井筒结构可靠度分析。结果表明:环境温度和水泥浆的水灰比对钢套管锈蚀临界氯离子浓度影响显著。可靠度理论预测发现水泥浆的水灰比为0.6,环境温度为70℃时,井筒结构的最短使用寿命为36.8 a。