注CO₂采油是一种有效提高低渗油藏开发效益的方法,不但解决了温室气体的排放问题,而且提高了原油的采收率,是一种可持续的发展方式。CO₂作为原油开采中常见的伴生气体,本身没有腐蚀性,但是溶入水后对钢铁及水泥都有一定的腐蚀性,因而具有良好耐腐蚀性的玻璃钢（GFRP,Glass Fiber Reinforced Plastic）逐步应用于石油输送与存储。GFRP像其他材料一样也存在腐蚀或老化问题,随着GFRP管材在CO₂驱采油系统中的应用,其腐蚀行为及机理亟待解决。本文探讨了不同温度和压力下含二氧化碳石油介质的组成及存在形式,分析了混合成分中易与环氧树脂发生反应的组分,以及超临界CO₂膨胀对GFRP的破坏机制和破坏能量。采用Materials Studio建立了油烃分子、碳酸、水和CO₂四种纯净物,以及油烃分子/碳酸、油烃分子/水/CO₂两种混合物与环氧树脂的界面模型,计算结果表明碳酸与环氧树脂之间的界面吸附能最高,具有较大的相互作用,而油烃分子与环氧树脂的界面能最小,其相互作用很弱。采用静压法研究了H₂O、CO₂-H₂O、含CO₂和H₂O石油三种介质在GFRP中的渗透行为,探讨了温度、压力对渗透速度的影响,基于菲克定律得到了不同条件下介质的渗透模型,分析了介质渗透对材料性能的影响。结果表明,随着温度的升高,水、CO₂-水、CO₂-H₂O-石油的渗透系数均增大;随着压力的升高,CO₂-水、CO₂-H₂O-石油的渗透系数均增大,对应的GFRP试样的饱和吸湿率上升,而试样性能呈现下降趋势。CO₂-H₂O-石油中的油性物质对混合介质的渗透行为阻碍作用明显,比同等条件下CO₂-水的渗透速度慢,但受温度的影响基本一致,吸湿平衡后试样的刚度下降很小;在2 MPa、4 MPa和6 MPa三个压力下CO₂-H₂O-石油混合介质的扩散系数和GFRP吸湿率随压力的增加而增大,吸湿平衡后试样的刚度分别下降了1.154%、1.289%和1.354%。含有超临界CO₂的介质在初期渗透速度更快,对应GFRP试样的饱和吸湿率更高。采用电子扫描显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶红外光谱分析了超临界CO₂（scCO₂）-水对GFRP的腐蚀作用,探讨了其物理、化学作用机制。GFRP在超临界CO₂-水中腐蚀后表面存在点蚀现象,这是由scCO₂渗入环氧树脂孔隙并将表面未固化的小分子物质溶解而形成的溶蚀坑;而环氧树脂的水解反应是造成腐蚀产生的化学腐蚀反应。ANSYS模拟结果表明:GFRP孔隙内介质的压强越高,介质膨胀时孔隙受到的应力作用越大,膨胀时的切应力传递方向与纤维缠绕方向具有一定角度的重合,因而易引起层间裂纹的扩展,并最终导致局部区域分层。通过静压法对GFRP进行腐蚀处理,分析了温度、压力、时间对GFRP腐蚀行为的影响。结果表明:GFRP试样在CO₂-H₂O-石油混合介质中腐蚀后,树脂含量、硬度和刚度随着温度和压力的升高而减小。在6个月的试验期内,65℃温度和6 MPa压力下,GFRP试样的树脂含量、硬度和刚度随着试验时间增加而减小;通过红外光谱和XPS分析发现腐蚀后试样的官能团含量没有明显的变化,而C元素含量逐渐减少O元素含量逐渐增加。对不同温度和压力下GFRP试样在水、CO₂-水和CO₂-H₂O-石油中的腐蚀行为进行了系统阐述,揭示了介质对GFRP的腐蚀机制。在二氧化碳临界点以下时,GFRP的腐蚀主要是由介质对试样的渗透以及缓慢水解造成的;在临界点以上时,scCO₂则可以渗透到GFRP中,并溶解基体树脂中的小分子物质形成点蚀;另一方面,scCO₂渗入到GFRP内部后产生的“膨胀效应”易导致铺层结构的分层。对不同压力下长期腐蚀的GFRP管材试样进行爆破试验,基于其失效压力得到了四参数的寿命预测方程,建立了复杂条件下GFRP管材的预测模型,估算了管材使用20年后的剩余强度。