油气集输管道作为油气田开发中地面系统各单元之间的联通线,被誉为油气生产运行的“生命线”。当前,国内大多数油气田开发步入中后期,采出介质含水率不断增高,运行条件构成油-气-水三相流动下的复杂混合系统,而且其输送介质往往含有H2S、CO2等酸性气体以及Cl-、Ca2+、Mg2+等无机离子,导致金属管道频繁发生腐蚀、穿孔及泄漏。此外,油气介质易燃、易爆,一旦发生事故可能会造成巨大的人员、经济损失以及环境污染,甚至会造成一定社会负面影响。因此,对油气集输管道腐蚀行为的深入研究以及腐蚀速率的准确预测就显得尤为必要。本文通过对典型油气集输管道的腐蚀影响因素和腐蚀行为的系统分析,结合响应面法优化腐蚀试验方案,建立了预测腐蚀速率的多元高阶回归方程;同时利用遗传算法改进和优化传统BP人工神经网络,获得腐蚀速率预测的数值计算模型。具体研究内容与取得的主要结论如下:（1）通过对两类典型的油气集输管道（单井管和汇管）开展泄漏失效分析,根据管道材料金相组织、化学成分等理化检验,以及基于腐蚀产物形貌、成分、物相的表征,深入系统研究其腐蚀失效的影响因素。结果表明,油气集输管道的主要失效形式为内腐蚀,管壁同时发生了均匀腐蚀和点蚀,主要腐蚀影响因素来自管道材料、水、无机离子(Cl-、Ca2+、Mg2+)、酸性气体（CO2、H2S）和运行工况（温度、压力）等。（2）借助电化学腐蚀试验和高温高压动态反应釜腐蚀试验,模拟现场典型油气集输工况,研究了油气集输管道常用的20#、20G、L360NB三种碳钢材料腐蚀行为。在常温常压工况下,三种材料的开路电位、电化学阻抗谱及极化曲线分析显示,20G和20#的耐蚀性比较接近,且相比L360NB更容易发生腐蚀;在模拟现场高温高压工况及腐蚀介质环境下,三种碳钢材料均发生了明显的均匀腐蚀和点蚀,但腐蚀程度差异较小。由此表明,三种碳钢管材在相同腐蚀环境中的腐蚀趋势比较相近。（3）利用方差分析方法,设计了20#钢材料在不同CO2分压、H2S分压、Cl-含量、Ca2++Mg2+含量、温度和流速等六种主要因素交互作用下的高温高压动态反应釜腐蚀试验,研究多因素多水平作用下对集输管道腐蚀的相关性。结果显示,在该腐蚀条件下影响20#钢材料发生均匀腐蚀和点蚀十分显著的影响因素均是:CO2分压、H2S分压、Cl-含量和温度,而Ca2++Mg2+含量和流速对其影响均不显著。其中,均匀腐蚀的影响因素显著性依次为:H2S分压＞CO2分压＞温度＞Cl-含量＞Ca2++Mg2+含量＞流速;点蚀的影响因素显著性依次为:Cl-含量＞CO2分压＞H2S分压＞温度＞Ca2++Mg2+含量＞流速。（4）结合响应面分析方法,设计了CO2分压、H2S分压、Cl-浓度和温度等四种显著影响因素下的响应面腐蚀试验方案,构建了多种腐蚀影响因素交互作用下的均匀腐蚀速率和点蚀速率的回归模型,其决定系数R~2分别为0.856和0.889。结果显示,所构建的回归模型具有一定的准确性。此外,该回归模型也显示出不同组合因素对腐蚀速率的影响规律为:针对均匀腐蚀,CO2分压与温度、CO2分压与H2S分压的交互作用最显著;而对于点蚀而言,各因素间的交互作用均不显著。（5）借助传统BP人工神经网络方法,通过对网络结构、隐含层节点数、传递函数、训练方法、目标误差、学习率等关键参数的设置,对25组样本数据进行训练、测试和验证,获得了BP神经网络均匀腐蚀速率和点蚀速率预测模型,其决定系数R~2分别为0.508和0.162,表明模型的预测值与真实值偏差较大。（6）结合融合遗传算法改进优化BP神经网络的初始权值和阈值,通过网络结构的创建、种群的初始化、适应度函数的确定、遗传操作的实现和运行参数的确定等,获得了优化后的均匀腐蚀速率和点蚀速率预测模型,其决定系数R~2分别为0.999和0.991。这些结果进一步表明,相比于响应面法的回归模型以及传统的BP神经网络模型,基于遗传算法的优化模型无论对均匀腐蚀速率还是点蚀速率的预测精度均有显著提升。