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CO2驱作为一项绿色环保技术不仅可以解决CO2气体的处理问题,而且可以提高油田的原油采收率。但是CO2对橡胶有很强的腐蚀作用,造成橡胶材料力学性能的下降,影响封隔器胶筒的密封性能。因此,进行封隔器胶筒橡胶在CO2注汽井井筒工况下的腐蚀评价及优选研究具有重要意义。首先,模拟CO2注气井筒工况,在压力5 MPa、10 MPa和15 MPa,温度90℃,气相环境为100vol%C02,液相环境为模拟地层水溶液的条件下,对丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶和四丙氟橡胶的橡胶哑铃型试样进行了无外加载荷的腐蚀实验,拟选出一种耐CO2腐蚀性能较好的橡胶。随后在压力15 MPa,温度90℃,气相环境为100vol%CO2,液相环境为模拟地层水溶液的条件下,结合扫描电镜(SEM)、能谱(EDS)、热重(TGA)、交联密度(Vr)和红外光谱(FT-IR),分析研究了封隔器胶筒橡胶材质在模拟井筒工况下的腐蚀机制。最后,在压力15 MPa,温度90℃,气相环境为100vol%CO2,液相环境为模拟地层水溶液的条件下,使用两种不同炭黑用量的氢化丁腈橡胶,施加0、3、6、8kN的载荷,进行腐蚀实验,拟得到载荷和炭黑用量对橡胶性能的影响。研究表明:(1)在无载荷的条件下,随着C02分压的增大,经过气相腐蚀后,丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、四丙氟橡胶的拉伸强度下降率分别在4%～38%、2%～18%、37%～68%、45%～52%;拉断伸长率下降率分别在13%～23%、1%～8%、44%～56%、26%～38%;弹性模量下降率4%～61%、28%～30%、11%～29%、37%～50%。经过液相腐蚀后,拉伸强度下降率分别在8%～35%、7%～18%、32%～65%、38%～51%;拉断伸长率下降率分别在 12%～21%、1%～5%、29%～51%、28%～34%;弹性模量下降率分别在5%～42%、23%～32%、5%～35%、32%～42%。即经过腐蚀后四种橡胶材料的拉伸强度、拉断伸长率和弹性模量均有明显下降,且其下降率随CO2压力的增大而增大,四种材料中氢化丁腈橡胶耐CO2的腐蚀性能最好。(2)高温高压高含CO2介质的环境会使得橡胶分子链发生断裂、交联重组,同时,分子结构的改变消弱了填料与橡胶基体的结合能力,从而降低了填料对橡胶材质试样的补强作用,致使橡胶材料的力学性能下降。其中,氢化丁腈橡胶的交联密度下降率较低,约为5.6%,填充颗粒与橡胶基体间结合较稳定,因此氢化丁腈橡胶腐蚀后力学性能下降最少。(3)在无腐蚀的条件下,载荷为0、3、6、8kN时,氢化丁腈橡胶(a)的压缩永久变形分别是6.22%、7.82%、9.23%、12.52%,压缩性能保留率分别是;98.50%、98.10%、97.70%、96.86%;氢化丁腈橡胶(b)的压缩永久变形分别是5%、8.58%、10.7%、9.61%,压缩性能保留率分别是 98.75%、97.86%、97.32%、97.60%。在气相腐蚀条件下,载荷为0、3、6、8kN时,氢化丁腈橡胶(a)的压缩永久变形分别是10.24%、12.34%、13.32%、15.53%,压缩性能保留率分别是97.24%、96.88%、96.64%、96.18%;氢化丁腈橡胶(b)的压缩永久变形分别是 10.51%、13.95%、14.32%、15.77%,压缩性能保留率分别是 97.37%、96.51%、96.39%、96.06%。在液相腐蚀条件下,载荷为0、3、6、8kN时,氢化丁腈橡胶(a)的压缩永久变形分别是15.64%、15.34%、19.25%、21.44%,压缩性能保留率分别是96.10%、96.11%、95.16%、94.63%;氢化丁腈橡胶(b)的压缩永久变形分别是15.58%、15.54%、21.3%、21.9%,压缩性能保留率分别是96.11%、96.11%、94.68%、94.52%。压缩性能保留率在腐蚀后出现了下降,而压缩永久变形在腐蚀后变大,液相腐蚀比气相腐蚀对试样的性能损伤更大,氢化丁腈橡胶(a)的耐CO2腐蚀性能较好。