芳深S5井含CO₂高达85%,属于CO₂气井,位于黑龙江省宋芳屯二氧化碳液化站北大约4.5km处,1998年投产,由于该气井CO₂含量高且含水致使井下管柱、地面管线及设备腐蚀严重,存在严重安全隐患。该井日产液态二氧化碳9.1t,是宋芳屯二氧化碳液化站的主要气源之一。为了解决芳深S5井管线及设备的严重腐蚀问题,因此,迫切需要对CO₂气井的腐蚀防护问题进行研究并对针对该井采取一定的腐蚀防护措施。本文以芳深S5井防腐系统改造项目为背景,通过试验及理论分析,解释了芳深S5井CO₂腐蚀的原因;通过利用HYSYS软件预测水合物,结合CO₂腐蚀理论,对芳深S5井进行腐蚀评价,并结合现场实际经验,探讨了芳深S5井的腐蚀防护问题,为CO₂气井腐蚀防护方面积累了宝贵经验。试验方面:通过以大庆深层气气田水样为腐蚀介质,20#钢为试样,在一定二氧化碳分压下,从25℃-65℃区间内选出5个温度点,进行CO₂腐蚀试验,并通过Origin软件对数据进行后处理,得到不同温度的腐蚀速率曲线图,得出芳深S5井管线及设备严重腐蚀的原因,并提出20#钢CO₂腐蚀程度的温度区域划分。芳深S5井的腐蚀防护措施方面:通过HYSYS软件预测水合物并结合芳深S5井实际运行情况及试验内容,制定出芳深S5井新的输气工艺;利用已有的实验数据并结合现场实际应用情况,通过对如下四种管材,即1Cr13、22Cr、316L和316L双金属复合管进行优化选择,并进行管径及壁厚的核算,经过概算对比,提出采用316L双金属复合管作为芳深S5井采气管线材质;同时,为了提高井下及输气管线的抗CO₂腐蚀能力,对于管线的内防腐采用碳钢+缓蚀剂,而外防腐采用常规的3PE+牺牲阳极保护的方式。腐蚀防护措施的采用一方面大大提高了芳深S5井的抗CO₂腐蚀综合指标,同时也为CO₂气井的腐蚀与防护方面积累了宝贵的经验。