A pesquisa desenvolvida no presente estudo teve como objetivo avaliar a corrosão induzida por escoamento multifásico em condições que se aproximam das observadas na produção de óleo e gás nos campos do pré-sal. O foco principal foi a corrosão dos tubos rígidos de aço-carbono sem revestimento usados em risers e flowlines de poços que apresentam declínio de produtividade, o que requer aumento da injeção de água e CO2, denominados de poços maduros. Para a condução dos trabalhos experimentais, foi projetado e construído um loop de escoamento multifásico com características que representam melhor as condições de campo, do que os ensaios de corrosão tradicionais de bancada. Os ensaios de corrosão foram realizadas nesse loop. Para representar um ambiente de poço maduro, foi utilizada uma mistura de 80 % de corte de água (water cut), composta por 20 % de óleo leve (10 cP) ou óleo pesado (150 cP) mais 80 % de solução a 15 % de cloreto de sódio em água deionizada. Os ensaios foram realizados a 40 °C sob diferentes pressões parciais de CO2 e H2S balanceadas com N2 para atingir uma pressão total de 2,5 bar. Além da pressão total, a vazão da fase de gás e a da fase de líquido também foram mantidas fixas. Corpos de prova de aço-carbono API 5L X80 foram instalados em posições pré-definidas e as suas taxas de corrosão foram determinadas para diferentes condições de operação do loop. Foi estudada a influência da posição dos corpos de prova no loop (trecho horizontal e inclinada a 45o), a influência da pressão parcial CO2 (sweet regime) e da relação CO2/H2S e, também, do tipo de óleo bruto (leve e pesado) no processo de corrosão. Em paralelo, foi conduzido um estudo investigativo com o objetivo de entender os fenômenos de cavitação, erosão e corrosão. Métodos estatísticos foram utilizados para tratamento dos dados obtidos no loop multifásico, o que possibilitou a obtenção de modelos preditivos para a taxa de corrosão e para as características do escoamento. Considerou-se importante a obtenção dos modelos de previsão, pois eles permitem o planejamento experimental dirigido para novos ensaios no loop de corrosão multifásico. Por fim, estudos para avaliação da formação e da estabilidade da emulsão foram conduzidos para verificar o impacto do processo de emulsificação na corrosão.

The present research aims to evaluate corrosion induced by multiphase flow in conditions similar to O&G production in pre-salt fields. The main focus was the corrosion of the uncoated carbon steel of rigid pipes used in risers and flowlines of wells that show a decline in productivity, which requires an increase in the injection of water and CO2, called mature wells. A multiphase-flow loop was designed and built for experimental work with characteristics that better represent field conditions than traditional bench corrosion tests. Corrosion tests were carried out in this loop. A mixture of 80 % water cut was used to represent a mature well environment, composed of 20 % light oil (10 cP) or heavy oil (150 cP) plus 80 % solution with 15 % NaCl in deionized water. The tests were conducted at 40 °C under different partial pressures of CO2 and H2S balanced with N2 to reach a total pressure of 2.5 bar. The flow of the gas phase and that of the liquid phase were also kept fixed. API 5L X80 carbon steel specimens were installed in pre-defined positions, and their corrosion rates were determined for different operating conditions of the loop. The influence of the position of the specimens in the loop (horizontal and inclined at 45o as well as the influence of the CO2 partial pressure (sweet regime), the CO2/H2S ratio, and also the type of crude oil (light and heavy) in the corrosion process were studied. An investigative study was also conducted to understand the phenomena of cavitation, erosion, and corrosion. Statistical methods were used to treat the data obtained in the multiphase loop, which made it possible to obtain predictive models for the corrosion rate and flow characteristics. Forecasting models were vital as they allowed experimental planning for new tests in the multiphase corrosion loop. Finally, studies to evaluate the formation and stability of the emulsion were conducted to verify the impact of the emulsification process on corrosion.