何治武 周佩 姜毅 董俊 劉寧

低滲透油氣田勘探開發(fā)國家工程實(shí)驗(yàn)室；長慶油田油氣工藝研究院

長慶油田地處鄂爾多斯盆地，開發(fā)層位主要為侏羅系延安組和三疊系延長組等[1]，隨著油田開發(fā)時(shí)間的延長，原油含水增加，原油集輸管道腐蝕嚴(yán)重，腐蝕破漏數(shù)量持續(xù)增加，個(gè)別區(qū)塊集輸管道使用2～3年即需更換，給油田正常生產(chǎn)和安全環(huán)保造成極大的危害。

1 管道腐蝕穿孔分析

1.1 管道穿孔調(diào)查

從2015年起，長慶油田組織各采油廠對(duì)油田管道使用情況進(jìn)行普查、分析。從普查結(jié)果看，管體腐蝕穿孔是管道損壞的主要原因，其穿孔次數(shù)占損壞因素的81.2%。

原油集輸管道腐蝕穿孔主要發(fā)生在出油管道和集油管道，占管道腐蝕穿孔總長度的93.33%，輸油管道和長輸管道穿孔次數(shù)較少。

管道穿孔部位以內(nèi)腐蝕穿孔為主，主要發(fā)生在管體中下部，部分管道發(fā)生在焊縫或焊縫附近。管道外腐蝕較輕。

1.2 管道材質(zhì)防腐性能分析

截取8條不同層位、不同含水和不同服役年限的腐蝕穿孔管道，按照文獻(xiàn)[2]的方法檢測(cè)管道材質(zhì)的化學(xué)成分、力學(xué)性能、金相組織、腐蝕產(chǎn)物等。

結(jié)果表明：材質(zhì)化學(xué)成分、拉伸性能均符合標(biāo)準(zhǔn)[3]要求；夏比沖擊、金相組織差異不大。說明管道內(nèi)局部腐蝕明顯，管道破壞為內(nèi)腐蝕穿孔。

圖1為管道腐蝕產(chǎn)物能譜圖，腐蝕產(chǎn)物主要為氧化鐵（Fe2O3）、羥基氧化鐵（FeOOH）、硫化亞鐵（FeS）、碳酸亞鐵鹽（FeCO3）。

圖1管道腐蝕產(chǎn)物能譜分析

2 管道腐蝕分析

2.1 腐蝕區(qū)域劃分

選取30個(gè)主要油田區(qū)塊、層位，進(jìn)行管輸原油腐蝕因數(shù)檢測(cè)和腐蝕性分析[4]，據(jù)此劃分腐蝕區(qū)域。

低腐蝕區(qū)，平均腐蝕速率≤0.125 mm/a。油藏位于鄂爾多斯盆地的東、南部，埋藏深度較深。腐蝕因素含量較低，

中腐蝕區(qū)，平均腐蝕速率在0.125～0.375 mm/a。主要位于鄂爾多斯盆地中部的中上部地層。所含腐蝕因素中等。

高腐蝕區(qū)，平均腐蝕速率≥0.375 mm/a 。主要位于鄂爾多斯盆地中、北部，延安組油藏。所含腐蝕因素高。

2.2 腐蝕原因分析

延安組：普遍含有較高的CO2和HCO3- ；大部分區(qū)塊含有S2-，部分區(qū)塊S2-高達(dá)358.79 mg/L；嚴(yán)重腐蝕區(qū)塊腐蝕性細(xì)菌含量高。

延長組：普遍含有較高的S2-；一定量的CO2；腐蝕性細(xì)菌；腐蝕類型以H2S和腐蝕性細(xì)菌為主。

3  管道腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)

3.1 管道在線腐蝕監(jiān)測(cè)裝置

在采油單井、增壓站、轉(zhuǎn)油站、聯(lián)合站安裝管道在線腐蝕監(jiān)測(cè)裝置（見圖2），通過下入的掛環(huán)（見圖3）評(píng)價(jià)管道腐蝕狀況。

圖2 腐蝕監(jiān)測(cè)裝置安裝示意

圖3裝置掛環(huán)

3.2 建立油田生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)

遵循“區(qū)域性、代表性、系統(tǒng)性”原則建立油田腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)。在油田區(qū)塊設(shè)置腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)油田區(qū)塊管道腐蝕程度的長期、全面監(jiān)測(cè)；對(duì)油田主要開采層位進(jìn)行原油集輸流程全過程監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)管道的動(dòng)態(tài)腐蝕檢測(cè)（見圖4）。

圖4 油田生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)

管道動(dòng)態(tài)腐蝕監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，較低的含水原油附在掛環(huán)上起緩蝕作用，大部分區(qū)塊管道腐蝕程度比管輸層位地層水腐蝕程度輕；同時(shí)管道結(jié)蠟對(duì)管道具有一定的保護(hù)作用。按照管道介質(zhì)腐蝕性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[5]分類，較重級(jí)別腐蝕區(qū)(平均腐蝕率0.13~0.25 mm/a)由夏季5個(gè)減少到冬季3個(gè)；嚴(yán)重級(jí)別腐蝕區(qū)（平均腐蝕率>0.25 mm/a)，管道腐蝕破漏次數(shù)相對(duì)較多。

4. 結(jié)語

通過開展全油田主要區(qū)塊、層位的管輸原油腐蝕因素檢測(cè)和原因分析，對(duì)腐蝕因素和腐蝕區(qū)域有了初步規(guī)律性認(rèn)識(shí)。同時(shí)建立了覆蓋全油田主要區(qū)塊和集輸流程的油田生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了管道腐蝕動(dòng)態(tài)檢測(cè)。此舉有助于科研人員全面掌握管道腐蝕情況，提高分析能力和防腐技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)

[1]何治武，劉寧，等.姬塬油田注水傷害分析與化學(xué)增注技術(shù)研究.化學(xué)工程與技術(shù)，2013，, 2013 , 03(6) :189-193.

[2] 楊全安主編.實(shí)用油氣井防腐蝕技術(shù).北京：石油工業(yè)出版社，2012.40~46.

[3] GB/T8163-2008 《輸送流體用無縫鋼管.

[4] A comparsion of ultrasonic and diverted magnetic flux pipeline inspection technologies. Proceedings of the 1992 Pipeline Technology Conference.Holland:Gulf Publishing Company and Surveys Ltd.

[5] SY/T0087-2012 《鋼質(zhì)管道及儲(chǔ)罐腐蝕評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》.

作者：何治武，男， 1969年生，高級(jí)工程師， 1992年畢業(yè)于西安石油學(xué)院應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，石油與天然氣工程碩士學(xué)位，現(xiàn)在長慶油田分公司油氣工藝研究院，從事油田化學(xué)與防腐的研究和技術(shù)應(yīng)用工作。

《管道保護(hù)》2017年第3期（總第34期）