本论文以典型含CO<,2>油田为背景，以P110油套管钢为研究对象，采用动、静态高温高压釜装置进行腐蚀试验，并以SEM等现代分析手段及电化学测试方法，研究了P110油套管钢的CO<,2>腐蚀、土壤腐蚀及其腐蚀产物膜结构性能。 本研究分为四个部分。 第一部分是利用高温高压釜装置，对P110钢的腐蚀形貌进行系统研究，为CO<,2>腐蚀模型的建立和预测提供可靠的数据和信息。结果证明： (1)温度对P110钢高温高压CO<,2>腐蚀产物膜的影响如下： 温度较低时P110钢的腐蚀进行较缓慢，腐蚀产物膜比较疏松；随着温度的升高，腐蚀加剧，腐蚀产物膜的厚度和致密性都增加。由于腐蚀产物膜主要是钙铁镁的碳酸盐，晶体结构的不规整性，腐蚀产物膜虽厚但孔洞较多。 (2)压力对P110钢高温高压CO<,2>腐蚀产物膜的影响如下： 当CO<,2>分压较低时，腐蚀产物膜不够完整，保护性不好。随着CO<,2>分压的增大，表面沉积的腐蚀产物越来越多，但还是有很明显的空隙。腐蚀产物膜没有起到很好的保护作用不足以抵消CO<,2>分压本身对腐蚀的推动力，因此腐蚀速率随着CO<,2>分压的增大而不断增大。 (3)时间对P110钢高温高压CO<,2>腐蚀产物膜的影响如下： 随着腐蚀时间的延长，腐蚀产物膜成阶梯状生长，膜层慢慢变厚。但是，附着力较低，且有缺陷，加之液相流的冲刷作用，难以形成致密的保护性膜。 第二部分是P110钢在饱和地层水中的CO<,2>腐蚀行为，结果证明： (1)P110钢的腐蚀产物膜为双层结构，外层薄且松散，而内层厚且紧凑。外层膜的主要成分是FeCO<,3>和少量的FeOOH；内层膜的主要成分也是FeCO<,3>，少量Ca取代了FeCO<,3>晶格中的部分Fe的位置，在内层膜中生成复盐(Ca,Fe)CO<,3>。 (2)油管钢表面的CO<,2>腐蚀产物膜能显著的降低腐蚀速度，且电极反应受腐蚀产物膜中离子扩散控制，这使得在阻抗谱中出现Warburg抗弧。 第三部分是在模拟P110钢在土壤环境中的腐蚀电化学行为。结果证明： P110钢在模拟土壤环境中可以形成一层钝化膜，此层钝化膜可以起到保护基体的作用。膜的电容和施主密度随着Cl<->浓度的增加而增加，基体点蚀敏感性增加。溶液pH值对钝化膜的电容有显著影响。光电流测试表明膜由γ-Fe<,2>O<,3>和Fe<,3>O<,4>组成。由XPS分析可知，钝化膜是由Fe<,2>O<,3>，Fe<,3>O<,4>和少量的?-FeOOH构成。 第四部分是P110钢在饱和地层水介质中的极化曲线和交流阻抗特征，为进一步研究CO<,2>腐蚀机理提供理论模型。结果证明： (1)温度、Cl<->浓度对极化曲线的影响表现为： 温度对腐蚀的影响主要体现在阴极行为上， 90℃时阳极出现了“类钝化”行为，阴极腐蚀机理可能发生变化。 阳极电流密度随着扫描电位的增大而单调升高；随着Cl<->浓度的升高，局部腐蚀也越发严重，说明Cl<->加速了局部腐蚀。 (2)温度、Cl<->浓度对交流阻抗的影响表现为： Cl<->浓度对P110钢交流阻抗阳极过程的影响表现为，Cl<->浓度较低时，阳极阻抗谱图由单容抗弧构成；随着Cl<->浓度的增加，容抗性质在交流阻抗谱中叠加。 Cl<->浓度对P110钢交流阻抗阴极过程的影响表现为，阴极交流阻抗谱由容抗弧和Warbura阻抗构成，表明阴极还原机制是H<,2>CO<,3>和HCO<,3><->的还原反应和H<+>的还原共同作用，但H<+>的还原作用很小。