随着我国常规油气资源的减少以及众多油气田进入开发后期,提高油气采收率对于石油工业持续稳定发展意义重大。近年来,注氮气驱提高采收率技术的应用逐渐增多,成效显著。注氮气驱主要包括纯注气、纯注水、气水混注三种注入工艺过程,由于纯气驱易导致波及效率低及井口注入压力过高等问题,所以多采用气水交替混注。然而在这一驱油过程中,凸显出氮气含氧以及注入水含氧对管柱造成的严重腐蚀,管柱发生腐蚀结垢、穿孔和断裂风险很高,直接影响到注气井的正常生产。针对这一问题,本文主要对含氧注气、含氧注水及水气混注过程中井筒管材的氧腐蚀行为开展了研究,包括以下几点:(1)采用动态循环高温高压釜模拟注氮气驱井筒含氧腐蚀工况,对P110、P110S钢在气水混注、纯注气和纯注水三种注入工艺条件下的腐蚀进行了测试,并采用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)对腐蚀产物膜进行了表征分析,得出了不同注入工艺对管材腐蚀速率的影响,对比分析了不同工况下管材的腐蚀形貌特征和腐蚀产物组成。(2)基于P110、P110S钢在气水混注和纯注气工况下的腐蚀评价结果,研究了氧分压(0.003MPa～2.5MPa)对管材腐蚀的影响,得出了提高注入氮气纯度,降低氧气分压对减小管材腐蚀速率的效果;采用超景深三维显微镜测量了气水混注工况下管材的最大点蚀坑深度,计算分析了点蚀速率,得出了不同氧分压工况下管材腐蚀穿孔时间。(3)以国内某油田一注氮气驱井为例,基于不同模拟工况下动态腐蚀测试得到的P110、P110S钢均匀腐蚀速率结果,根据API5C3标准,计算得出了腐蚀后油管柱的剩余抗拉安全系数随服役年限之间的变化关系,并取抗拉安全系数阈值1.6,对不同工况下油管柱的腐蚀寿命进行了预测,得出了不同工况下油管柱的安全服役寿命。(4)采用电化学法和高温高压釜模拟工况腐蚀评价相结合的方法,筛选出具有良好缓蚀效果的氧缓蚀剂。加入目标缓蚀剂后,P110、P110S钢表面形成了具有良好保护作用的膜,对管材的缓蚀效率达到了 90%。本文研究成果为评估当前注氮气驱井筒管材面临的腐蚀风险和腐蚀程度提供了参考,对解决注氮气驱过程中的氧腐蚀问题具有重要的理论意义和实际应用价值。