油气田固井防腐蚀作为油气井生产过程中必须解决的一个严重生产问题,必须引起我国各大油田的高度重视,因此,研究酸性CO2等腐蚀介质对固井水泥环的腐蚀规律和不同影响因素对腐蚀速率的影响规律,同时研发抗腐蚀性能良好的防腐蚀剂及优化筛选抗腐蚀性能的矿物外掺料,对改善富含CO2地层的固井水泥环的抗腐蚀性能具有实际意义,对保证油气井的后期稳产增产和延长开发寿命具有极其重要的意义。本文首先进行了不同腐蚀龄期、温度、CO2分压等水泥石腐蚀影响因素的研究,认识CO2对油井水泥石的腐蚀机理,为抗CO2腐蚀水泥浆体系的优化设计提供理论指导方向;其次进行抗CO2腐蚀外掺料的腐蚀试验,筛选抗腐蚀性能良好的的惰性矿物外掺料和环境响应型高分子防腐蚀剂,优化设计出具有一定抗CO2腐蚀性能的水泥浆初始配方;最后对初始抗CO2腐蚀水泥浆配方进行腐蚀实验,确定最佳抗CO2腐蚀水泥浆配方,并评价最佳抗CO2腐蚀水泥浆配方的抗腐蚀性能,利用电镜扫描、X-衍射和能谱分析等现代分析手段对抗CO2腐蚀水泥石的抗腐蚀机理进行微观分析。实验结果显示,抗CO2腐蚀水泥浆配方综合性能良好,在80℃/40MPa、110℃/55MPa条件下的稠化曲线过渡时间短,呈直角稠化,稠化时间可调;腐蚀实验结果显示,添加矿物外掺料的水泥石抗压强度衰退率为12.43%、渗透率增长率为8.52%;添加矿物外掺料与环境响应型材料的水泥石抗压强度衰退率为12.29%、9.11%,渗透率增长率分别为-14.12%、-15.60%,抗CO2腐蚀水泥石的抗压强度衰退率和渗透率增长率均小于空白水泥石,说明本课题所涉设计的水泥浆配方具有良好的抗CO2腐蚀性能,达到了本课题的研究目的。