非金屬管線在姬塬油田的應用與評價

羅政權 楊立雷

（1.中國石油長慶油田分公司 第五采油廠，陜西 西安710200；2.西安長慶科技工程有限責任公司，陜西 西安710018）

姬塬油田地層水礦化度普遍較高，最高達到100g/l以上，具有腐蝕性強的特點。隨著油田的持續開發和建設的不斷進行，金屬管線腐蝕、結垢日趨嚴重，2005年起姬塬油田采出水處理回注系統開始探索使用非金屬管線，目前地面系統中使用的非金屬管線琳瑯滿目，性能特點各不相同，評價優選既滿足油田開發需要又經濟實惠的管線是擺在我們面前的一項重要工作；同時對更好更快的支撐油田的發展，實現“低成本”開發的戰略，具有重大的現實意義。

1 非金屬管線的性能評價

目前姬塬油田地面系統主要使用以下幾種非金屬管線：玻璃鋼復合管、柔性復合高壓輸送管、塑料合金防腐蝕復合管、HCC纖維增強復合防腐內襯。

1.1 非金屬管線的性能特點

1.1.1 玻璃鋼復合管

玻璃鋼復合管是以CPVC/PVC塑料合金為內襯層、然后纏繞玻璃鋼作為增強結構層，經過加溫固化后，再在管材兩端粘接上可供連接的鋼制螺紋接頭而制成的一種非金屬管材。具有耐腐蝕性好、輕質高強、內壁光滑、節能效果好、使用壽命長、安裝連接方便的特點。但同時強度低、韌性差、抗外擠能力差、易折損，使用范圍有限。單位長度有限，連接頻繁，接頭密封性差、失效頻率高，易損壞，難修復；施工條件要求高。管線之間通過螺紋式鋼制接頭連接，管線規格為DN40-DN200，壓力等級1.6MPa~32MPa，單根管線長度6m。

圖1 玻璃鋼管線實物圖

1.1.2 柔性復合高壓輸送管

柔性復合高壓輸送管是一種高分子聚氯乙烯管道，由改性高分子聚合物芯管、高強度纖維絲（繩）或鋼絲（繩)增強層、改性聚合物彈性體防腐保護層三部分構成，具有柔性好、質量輕、輸送流體阻力小，單根管長、可盤繞，使用中可自由彎曲，使用壽命長的特點。管線之間可以通過扣壓、螺紋、法蘭、活接頭等連接方式進行連接，管線規格為DN50-DN150、壓力等級6.4MPa-32MPa，單根管線長度不小于20m，最長可達1000m。

圖2 柔性復合管實物圖

1.1.3 塑料合金復合管

塑料合金復合管是近年來出現的一種新型輸送管道，其應用范圍已經從注水、注聚合物擴大到油田輸油以及在化工廠里輸送各種腐蝕性液體等。具有優良的防腐性能和流體力學性能。管道內表面極度光滑，液體流動時阻力極小，不易結垢；強度大；韌性好；耐沖擊；耐磨損損；壽命長；重量輕；施工方便；螺紋連接，安裝快，效率高。

圖3 塑料合金復合管結構示意圖

1.1.4 HCC纖維增強復合防腐內襯

HCC纖維增強復合防腐內襯涂層以高性能的防腐樹脂為基體，高強度的纖維作為增強體，厚度0.5mm～0.75mm，內涂層形成光滑的管壁和親水疏油的表面，可以有效地抑制蠟晶體的粘附和沉積，同時也具有較好的防垢能力和防腐性能，強度和熱穩定性較好，施工也較為簡單。適應管徑￠48mm~￠219的鋼質管道。

不受管道彎頭的影響，可連續施工。一次擠涂長度可達3km。該技術可延長管線壽命2~3倍。

圖4 HCC內襯施工示意圖

圖5 使用一年后HCC內襯示意圖

1.2 非金屬管線性能對比

目前在用的幾種非金屬管線性能對比（表1）。

1.3 非金屬管線經濟分析對比

同種規格的不同非金屬管道價格不同，選取壓力等級為20MPa，DN65、DN100兩種規格的非金屬管道為例與20#無縫鋼管進行比較。(表2)

表1 在用幾種非金屬管線特性對比表

表2 不同材料管線價格對比表

2 現場應用評價

2.1 玻璃鋼管應用情況

玻璃鋼管于2005年起應用于姬一聯合站、馬家山脫水站站外采出水回注的注水干、單井注水管線，目前姬塬油田已應用玻璃鋼管線24.75km。由于該管線對溝壑地形適應性差，在上山下溝時接頭處容易出現脫落、斷裂、滲漏等情況，修復時間過長，嚴重影響采出水正常回注。

2.2 柔性復合管應用情況

柔性復合管于2007年開始相繼應用于姬二聯、姬五聯、姬七聯、羅1撬等站外采出水回注干線，共計55.5km，該管線安裝方便、無接頭、建設周期短，能夠適應油田溝壑地形，投運至今運行情況良好。

2.3 塑料合金復合管

塑料合金復合管于2010年起應用于姬五聯脫硫酸根試驗的濃水（硫酸根水）回注，共計4.4km，目前應用效果較好，由于該管線應用時間短，效果有待進一步評價。

2.4 HCC纖維增強復合防腐內襯

目前已在姬五聯、姬十六轉站外回注干線以及單井回注管線開展現場試驗，共計應用19.74km，現場應用情況良好。由于該技術應用時間短，效果有待進一步評價。

3 結論及認識

3.1 非金屬管道具有優良的耐蝕性能、良好的水利條件，摩阻小、壓降小，內壁光滑，管內不易結垢；在采出水系統的處理、輸送、回注各環節推廣應用非金屬管道是可行的，也是必要的。

3.2 非金屬管道相對鋼管的使用成本低很多，同時非金屬管道內壁光滑，不易結垢、結蠟，又節省了管道清垢、清蠟費用，也節省管道運行能耗，因此，采用非金屬管道具有顯著的經濟效益。

3.3 玻璃鋼線管、塑料合金管屬于硬管，在地形溝壑起伏比較大的區域安裝比較困難，使用過程中管道接頭、地勢陡峭的管道底部等易發生脫口、斷裂。因此，地勢起伏比較大的區域應選用柔性復合管，站外地勢較平坦的區域以及站內可選用玻璃鋼管線。

4 問題及建議

4.1 目前油田注水管道壓力等級一般在 16MPa~ 25MPa左右，隨著油田的開發，大于25MPa高壓注水井在逐年增加，甚至高達32MPa，目前在用的幾種非金屬管道壓力在25MPa以內時規格系列較全，大于25MPa壓力等級的規格幾乎均在DN50或DN32以內,制約了非金屬管道的應用范圍，應適時開展高壓（32MPa）、大規格的非金屬管道應用研究和調研。

4.2 塑料合金管、HCC纖維增強復合防腐內襯技術在油田采出水系統應用時間較短，尚未進行全面評價，建議適當擴大試驗應用并結合現場應用開展室內試驗評價，進行優選定型。

4.3 針對陜北鄂爾多斯盆地地形起伏較大、濕陷性黃土土質等特點，管道施工過程要嚴格要求，管道接口處必須設置止推座、支墩，保障管道的穩定性，管溝開挖、回填須符合相關規定。