注水管道防腐措施評價裝置的研制與應用

賈 慶 大慶油田工程有限公司

注水管道防腐措施評價裝置的研制與應用

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設計一種適合化學藥劑、防腐涂層、金屬材料防腐和耐蝕效果評價的試驗裝置，裝置由2個監(jiān)測單元組成，每個監(jiān)測單元設有多種腐蝕測試手段，其中溶解氧測試儀用于測試除氧劑的除氧效果；氧化還原電位測試儀/pH用于測量投加化學劑前后試驗介質的氧化-還原性，可以反映出試驗介質的腐蝕性，用于腐蝕機理研究；腐蝕在線測試儀用于快速評價緩蝕劑、除氧劑、硫化物去除劑的緩蝕效果。裝置在海拉爾油田進行現(xiàn)場試驗，針對清水優(yōu)選出除氧型緩蝕劑，針對污水優(yōu)選出殺菌型緩蝕劑。裝置具有與現(xiàn)場工藝連接方便，試驗數(shù)據(jù)真實可靠，節(jié)約藥劑費用等優(yōu)點。試驗裝置還可以進行材質、涂層的優(yōu)化篩選，適用于多種防腐措施的現(xiàn)場評價。

注水管道；防腐措施；監(jiān)測單元；緩蝕劑；腐蝕速率

1 裝置結構及工作原理

防腐措施評價試驗裝置由2個監(jiān)測單元組成（DN300），每個監(jiān)測單元都包含溶解氧測試儀、氧化還原電位測試儀/pH、腐蝕掛片架、腐蝕測試管（DN25）、腐蝕在線測試儀，裝置采用計量泵加壓以保證流量的恒定。該裝置可以監(jiān)測系統(tǒng)的腐蝕速率，篩選防腐涂料和耐蝕材質，評價緩蝕劑、除氧劑和硫化物去除劑的腐蝕控制效果。

裝置工作原理：裝置采用旁通的方式與現(xiàn)場取樣口、壓力表接口連接，連接方便，不影響生產(chǎn)。2個監(jiān)測單元采用串聯(lián)方式連接，以保證每個監(jiān)測單元流經(jīng)的介質及流量相同；在2個監(jiān)測單元的連接處設有加藥點，采用計量泵投加緩蝕劑、除氧劑等化學藥劑，通過對比加藥前后2個監(jiān)測單元的腐蝕數(shù)據(jù)，評價藥劑的防腐效果。

每個監(jiān)測單元設有多種腐蝕測試手段，其中溶解氧測試儀用于測試除氧劑的除氧效果；氧化還原電位測試儀/pH用于測量投加化學劑前后試驗介質的氧化-還原性，可以反映出試驗介質的腐蝕性[1]，用于腐蝕機理研究；腐蝕掛片架夾掛不同材質試片，用于優(yōu)選耐蝕材質，也可以夾掛刷制涂層的試片，用于篩選防腐涂層；腐蝕在線測試儀用于快速評價緩蝕劑、除氧劑、硫化物去除劑的緩蝕效果。

每個監(jiān)測單元的出水管路連接可用于稱重的腐蝕測試管，由于裝置采用計量泵升壓，腐蝕測試管管徑較小，內部流速可以模擬現(xiàn)場管道的實際流速，因此可用于緩蝕劑、除氧劑的緩蝕效果評價。

2 現(xiàn)場試驗及效果

2012年11月在海拉爾貝28區(qū)塊德二聯(lián)注入系統(tǒng)應用防腐措施評價試驗裝置進行了化學劑優(yōu)化篩選試驗。德二聯(lián)站內注水管道材質為20#碳鋼，注入系統(tǒng)分為清水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)，分別注入不同的區(qū)塊。清水來源于地下水，含氧量高達1.67 mg/L。由于地層的水敏性強，在注入清水過程中需要投加1.3%防膨劑，導致水中氯離子含量高達8 364 mg/L，使清水注入管道腐蝕穿孔[2]。污水來源于油田采出液處理后的污水以及油井酸洗壓裂后的返排液，污水中硫酸鹽還原菌含量為0.7×105mL-1，硫化物含量高達25.34 mg/L，污水注入管道腐蝕嚴重。

采用防腐措施評價試驗裝置分別為清水系統(tǒng)和污水系統(tǒng)篩選延緩腐蝕的化學劑。針對清水系統(tǒng)先用裝置上的溶解氧測試儀篩選除氧劑的最佳加藥量，用腐蝕在線測試儀快速篩選效果較好的緩蝕劑，最終通過掛片和腐蝕測試管評價出除氧型緩蝕劑的最佳配比及用量；針對污水系統(tǒng)篩選出殺菌型緩蝕劑，試驗結果見表1。

表1 試驗裝置對注入系統(tǒng)化學劑現(xiàn)場評價結果

由表1可見，采用掛片和腐蝕測試管測得的緩蝕率相近似，但腐蝕測試管測得的腐蝕速率要高于試片的腐蝕速率，這是由于腐蝕測試管內介質流速遠高于監(jiān)測單元的流速，流速越高腐蝕速率越大[3]。

在防腐措施評價試驗裝置上篩選出適合的藥劑及加藥量后，于2013年7月在德二聯(lián)注入系統(tǒng)開展工業(yè)性試驗。在清水和污水注入泵前安裝20#碳鋼掛片，監(jiān)測清水系統(tǒng)投加除氧型緩蝕劑前后和污水系統(tǒng)投加殺菌型緩蝕劑前后腐蝕速率的變化情況，監(jiān)測結果見表2。

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.9.048