長慶油田地面工藝系統防腐技術研究與應用

崔建軍，關克明，陳康林，龍雄云，趙 莉，馮軍科，朱天明，武天納

（中國石油長慶油田分公司第三采油廠，寧夏銀川 750006）

長慶油田第三采油廠隨著部分油田區塊進入開發后期，含水上升引起了管線被腐蝕的現象加劇，管線破漏頻繁，嚴重困擾老油田的正常生產工作。傳統的防腐工藝雖然能夠有效的抑制低含水原油的腐蝕作用，但是對高含水原油的腐蝕作用卻是效果甚微，在這種情況下，就需要去探索一種新型的防腐工藝，以滿足油田開發后期高含水原油的防腐蝕要求。經過多方努力，研究并應用了HCC纖維防腐蝕工藝，在高含水原油防腐蝕方面取的了較好的效果，延長了管線使用壽命，提高了油田開發的經濟效益。

1 地面工藝系統腐蝕特性

1.1 外腐蝕特性

土壤腐蝕的本質是電解質腐蝕，是由電化學反應引起的失電子過程。土壤中的含氧量、含水量、氯離子濃度、溫度等等，都會對金屬的腐蝕過程造成影響。由于影響因素太多，難以一一界定，因此，一般采用較為簡便的土壤電阻率來評價土壤的腐蝕程度，

規范SY0007-1999《鋼質管道及儲罐腐蝕控制工程設計規范》，規定了土壤腐蝕性的分級標準。

表1 一般地區土壤腐蝕性分級標準

表2 采油三廠主要區塊電阻率

由于采油三廠區域內土質單一，從大的方面看，難以形成“大原電池”腐蝕結構；另一方面，含水量少，植被稀疏，土質本身的腐蝕性不高，因此，總體上，土壤腐蝕性較弱。

1.2 內腐蝕特性

在油區，內介質腐蝕包含了水腐蝕、原油腐蝕、天然氣腐蝕。在設備和管道內部，腐蝕主要和介質的含水量相關，水作為腐蝕媒介，含水量越大，腐蝕越明顯。同時，含氧量、溫度、SO42-濃度、硫酸鹽還原菌數量、含硫量等等，均對腐蝕的過程產生重要影響

表3 管道及儲罐內介質腐蝕性分級標準

管線內介質的腐蝕，除了因為含氧、含硫等因素造成的常規腐蝕外，還存在焊口加劇管線腐蝕等特點。單根預制的管線，在焊接破壞處易集中形成腐蝕原電池，出現“大陰極小陽極”結構，加速電化學腐蝕。陜北地區地形復雜，管線鋪設起伏很大，在現有的設備條件下單根管線內防腐補口很難實現，接口處處于無保護狀態，受到嚴重腐蝕。

污水罐內腐蝕特點：油田污水中含有的溶解氧能加速腐蝕。SRB腐蝕。罐內介質流動越慢越容易滋生SRB。SRB的存在進一步加快了腐蝕速率。長慶油田水質礦化度高、pH值低，不但Cl-含量很高，同時含有一定量的SO42-、HCO3-等。酸性環境使腐蝕更加嚴重。

2 地面工藝系統防腐

2.1 加大新型防腐工藝技術（HCC防腐技術）的應用

2.1.1 HCC纖維增強復合防腐內襯技術工藝原理HCC纖維增強復合防腐內襯技術依據輸送介質的溫度、化學性質、工作壓力及管線的技術狀況,利用高壓空氣推動擠涂器在管道內受壓變形，擠涂料從擠涂器于管壁之間溢出。并在尾端添加控速裝置使擠涂器前后的氣壓差達到一個負壓平衡的狀態，擠涂器在管道之中行進速度保持平衡，維持在1～2 m/s。這樣一來保證了涂層均勻、連續，從整體上提高了涂層的質量。從而達到防腐、保護管線的目的。

2.1.2 HCC防腐技術適用條件 HCC纖維增強復合防腐內襯，它是以防腐性能優異的雙酚A環氧樹脂為基體樹脂，有機纖維為增強體，所以其表現出的防腐、力學性能都很優異，在嚴苛的酸、堿、鹽腐蝕環境下可長期使用。耐腐蝕性好、力學性能好、硬度大、耐磨性好、使用時間長。

2.1.2.1 防腐性能 經GB/T1763、GB/T1733（乙法）、GB/T1771、SY/T0442檢測各種腐蝕介質的耐受情況如下：耐化學穩定性（干膜厚度=500 μm）置于10%NaOH、10%H2SO4、3%NaCl中分別 90 d，防腐層完整、無起泡、無脫落、幾乎無質量損失。耐含油污水（100℃，1 000 h）防腐層完整、無起泡、無脫落、幾乎無質量損失。耐原油（80℃，30 d）防腐層完整、無起泡、無脫落、幾乎無質量損失。

2.1.2.2 力學性能 由于纖維體系的引入，有效的改變了傳統防腐涂料的力學性能差的缺點。

2.1.3 應用范圍 油田供水管道防腐；油田清水注水管道防腐；油田輸油管道防腐；部分化學介質的輸送管道、設備防腐；特別適用于：油田污水供水、注水管道防腐；含水較高的輸油管道防腐；油田各類輸油、輸水舊管線的修復。

表4 HCC防腐技術力學性能表

2.2 化學防腐延緩地面工藝系統腐蝕

集輸管線的安全運行與否直接影響油田的正常生產。根據開發層系的不同，針對腐蝕嚴重結垢嚴重的站點、井組，采用了“端點加藥,管道緩蝕緩垢”的方法,將適當濃度的緩蝕劑、阻垢劑輸入管線中防腐除垢,例如盤古梁油田長6層采出水中含有大量鋇、鍶離子，注入水以及部分地層水中富含SO42-，地面管線結垢嚴重。為了有效阻止硫酸鋇鍶垢形成，盤古梁作業區使用了主要成分為復合羧酸類聚合物的鋇鍶阻垢劑LSBIII，通過對盤39-28增、盤38-38增、盤 34-33增、盤60-21增壓點在投加鋇鍶阻垢劑前后的加熱爐進出口壓力、觀察管線結垢照片對比分析，鋇鍶阻垢劑對鋇鍶垢的形成起到了有效的防治作用，有效緩解鋇鍶垢的形成，延長管線的使用壽命。

2.3 加大非金屬管材應用力度

長慶油田第三采油廠隨著部分油田區塊進入開發后期，含水上升引起了管線被腐蝕的現象加劇，管線破漏頻繁，嚴重困擾老油田的正常生產工作。金屬管線對高含水原油的腐蝕作用卻是效果甚微，在這種情況下，加大非金屬管線應用力度，以滿足油田開發后期高含水原油的防腐蝕要求。延長了管線使用壽命，提高了油田開發的經濟效益。

2.4 規范、優化防腐技術要求，適應油田開發需求

2.4.1 新建站內管線防腐要求 集輸系統管徑≥DN100，注水系統管徑≥DN80，內防腐統一采用HCC加強級防腐，涂層干膜總厚度不小于500 μm；外防腐統一采用環氧煤瀝青特加強級結構，涂層干膜總厚度不小于600 μm，補口結構同管道本體。

站內埋地管線：集輸系統管徑＜DN100，注水系統管徑＜DN80，原則上不做內防；外防腐統一采用環氧煤瀝青特加強級結構，涂層干膜總厚度不小于600 μm，補口結構同管道本體。

凈化油管線不計管徑，無需內防腐，外防腐采用環氧煤瀝青加強級結構，涂層干膜總厚度不小于300 μm。

2.4.2 新建站外管線防腐要求 輸送原油含水為40%～80%各類管線：內防腐采用EP普通級結構，涂層干膜總厚度不小于200 μm。外防腐采用環氧煤瀝青普通級結構，涂層干膜總厚度不小于200 μm。特殊段（跨越、穿越段）采用環氧煤瀝青特加強級結構，涂層干膜總厚度不小于600 μm。管徑＜DN100，補口采用聚乙烯膠粘帶加強級結構；管徑≥DN100，補口采用聚乙烯熱縮套（黃夾克管線）。

表5 非金屬管線特性及費用表

輸送原油含水大于80%各類管線：內防腐采用HCC加強級防腐，涂層干膜總厚度不小于500 μm；外防腐統一采用環氧煤瀝青加強級結構，涂層干膜總厚度不小于300 μm。

凈化油管線不計管徑，無需內防腐，外防腐采用環氧煤瀝青加強級結構，涂層干膜總厚度不小于300 μm。

清水管線防腐：管徑＜DN65不做內防腐處理，外防腐采用環氧煤瀝青加強級，總厚度不小于2 mm，補口結構同管道本體。管徑≥DN65外防腐采用環氧煤瀝青加強級，總厚度不小于2 mm，內防腐采用EP加強級，底漆兩道、面漆兩道，總厚度不小于200 μm。

采出水回注管線防腐：不計管徑大小，內防腐采用HCC加強級，涂抹四遍，總厚度不小于500 μm，外防腐采用環氧煤瀝青加強級，總厚度不小于2 mm，補口結構同管道本體。

供水管線防腐：管徑≥DN80，內防腐采用無毒飲用水防腐，底漆兩道、面漆兩道，總厚度不小于200 μm；外防腐采用環氧煤瀝青加強級，總厚度不小于2 mm，補口結構同管道本體。

2.5 加強防腐工藝施工監督提高施工質量

針對地面工藝系統存在問題，除了選擇正確的防腐工藝，施工質量同樣重要，若施工質量無法保障同樣影響地面工藝系統使用壽命。罐內壁的防腐，難點是罐內附件的除銹問題，施工不易，容易產生缺陷。補口是管道防腐結構的薄弱環節，涂層的固化時間直接影響防腐質量。環氧粉末補口宜選擇正規廠家，以保證質量。“三分材料，七分施工”，施工應該是防腐工程質量的關鍵。于油田各站場埋地管道防腐，站外集油管線以及較大管徑的水管線的外防腐，是主要的外防腐手段。再生橡膠防腐層主要應用于站外單井管線及小口徑的注水、給排水管線。

3 結論

（1）目前在采油三廠環氧煤瀝青結構大量地應用

（2）建議污水罐內防腐結構仍采用油田常規做法，采用環氧樹脂玻璃鋼加強級結構進行防腐，對于部分區塊，積極攻關先進、適用、可操作性強的防腐方式，并遵循先試驗再推廣的原則，以促進我油田防腐技術的發展。

（3）HCC纖維增強復合防腐的應用是一項嶄新的措施，對管線的運行效果有很大的改善。HCC纖維增強復合防腐由于是試驗運行，安裝地點較少，今后繼續推廣應用HCC纖維增強復合防腐技術，形成規模，把HCC纖維增強復合防腐的效能發揮到最大。

（4）繼續對運行多年的油氣管線加強檢查檢測工作，及時發現及時采取措施進行整改，進一步提高管線運行年限，節能降耗；確保油氣管道能實現安全合理有效的運行。

（5）內襯法舊管線修復技術實施簡單,便于操作,耐腐蝕性較強,造價只有新管線的五分之一,且長遠效益好,但由于目前施工工藝不能解決三通彎頭的內襯,同時檢測設備不完善,對內襯結構無法直觀檢查,是該技術的不足。

（6）根據HCC纖維增強復合防腐技術在紅井子、油房莊作業區的運行情況，可以考慮在寧定老油田推廣使用該項技術。

[1]楊全安 .油田腐蝕檢測及防治技術[M］.西安：西安電子科技大學出版社，2006.

[2]王勇，朱天壽，等.長慶油田防腐技術[G］.西安：長慶油田資料，2006.

[3]王春生.HCC內防腐技術.西安：陜西天元防腐責任有限公司.