石油管道與設(shè)備腐蝕問題的研究與治理

蔡偉 朱博(長慶油田第四采油廠， 陜西 靖邊 718500)

石油管道與設(shè)備腐蝕問題的研究與治理

蔡偉 朱博(長慶油田第四采油廠， 陜西 靖邊 718500)

中五增站屬于長慶油田第四采油廠艾家灣作業(yè)區(qū)中一計(jì)量接轉(zhuǎn)站中心站，位于陜西省靖邊縣大路溝鄉(xiāng)大界村，主要開采層位為大路溝一區(qū)東北部長22區(qū)，于2012年投入開發(fā)，由于采出液腐蝕性強(qiáng)，造成中五增站內(nèi)管線、設(shè)備、站外管線腐蝕破漏嚴(yán)重，影響正常生產(chǎn)運(yùn)行，并存在較大安全環(huán)保隱患，本文通過對中五增腐蝕機(jī)理研究，制定治理對策，有效延長中五增腐蝕周期。

腐蝕；原因分析；治理對策

1 油田管道腐蝕的原因及危害

在油田管道的輸送過程中，由于石油等介質(zhì)會造成管道的腐蝕、穿孔及泄漏，給企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失的同時，也會給社會環(huán)境和公共安全帶來嚴(yán)重危害。所以，管道的防腐蝕工藝技術(shù)越來越受到油田企業(yè)及社會各界的關(guān)注。

2 腐蝕現(xiàn)狀

(1)生產(chǎn)現(xiàn)狀 大路溝一區(qū)東北部長22區(qū)，流程井組8個，目前油井開井32口，日產(chǎn)液283．25m3，日產(chǎn)油42t，綜合含水82．3%。

(2)腐蝕現(xiàn)狀 中五增集油系統(tǒng)于2012年投用，2014年發(fā)生站內(nèi)管網(wǎng)破漏8次，外輸管線年破漏30余次(2次造成全廠搶險(xiǎn))；2015年實(shí)施全線更換后(實(shí)施HCC內(nèi)襯防腐)，站內(nèi)管網(wǎng)僅4個月發(fā)生腐蝕破漏(未內(nèi)涂)，通過站內(nèi)流量計(jì)葉輪腐蝕情況觀察，平均15天腐蝕損壞，導(dǎo)致計(jì)量誤差大，外輸泵平均每月更換一次定子和轉(zhuǎn)子。

3 原因分析

在石油開采和輸送的過程中，腐燭造成管道和設(shè)備的破損，需要投入大量的財(cái)力和物力來控制腐蝕。石油開采過程中油井采出液中含有不同腐燭介質(zhì)，油井采出液經(jīng)三相分離器處理，采出液和采出水具有較強(qiáng)的腐蝕性，直接影響了原油的生產(chǎn)及安全。目前大路溝一區(qū)為二次采油，是通過注水或注氣提高油層壓力來采油，注水的過程就使得原油含水率增加，形成水包油形式，腐蝕較為嚴(yán)重，采出水中的硫化物、游離電子、礦化度、硫酸鹽還原菌等腐蝕介質(zhì)含量偏高，大部分油井已見采出水，導(dǎo)致采出液腐蝕嚴(yán)重。

金屬與環(huán)境組分的化學(xué)反應(yīng)而引起金屬表面破壞的過程稱之為金屬腐蝕。由于油田使用的金屬管道和設(shè)備的材料是碳鋼，當(dāng)采出液和采出水中含有大量的溶解性氣體時，碳鋼被腐蝕，使金屬材料鋼性和強(qiáng)度降低，以致破損。實(shí)際上，碳鋼的腐蝕是非常復(fù)雜的，不僅有溶解性氣體腐蝕，還有細(xì)菌腐蝕、垢下腐蝕及電化學(xué)腐蝕等。其中，細(xì)菌腐蝕在二次采油過程中較為突出。采出液礦化度高，H2S、CO2、Cl-含量高及細(xì)菌數(shù)量多等特點(diǎn)，這些因素及其相互作用使得腐蝕情況日趨嚴(yán)重。

4 治理對策

(1)物理防腐 2015年6月將中五增至集輸站外輸管線全線更換，并進(jìn)行HCC內(nèi)襯防腐，至今未發(fā)生破漏，2016年11月站內(nèi)綜合改造，已新鋪設(shè)臨時流程管線，舊管線吹掃停用。

(2)化學(xué)防腐 在集輸站設(shè)備投加緩燭劑是場站設(shè)備腐蝕最常見、最有效的方法之一。緩蝕劑可以看做是一種“涂層”，能在金屬表面形成一層膜。加藥防腐是一種經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、快速防腐的有效方法，藥劑的作用保護(hù)了集輸管線和設(shè)備正常運(yùn)行。

通過對已經(jīng)投加成熟的各類緩蝕劑進(jìn)行篩選，2015年投加季銨鹽類金屬緩蝕劑MH-66，投加2月后效果不明顯，腐蝕問題依然嚴(yán)重。

最終決定在中五增現(xiàn)場連續(xù)投加AD43-1型緩蝕劑。AD43-1型緩蝕劑pH值9-10，主劑型為咪哇啉，是由含氮長鏈化合物、烷基磷酸酯及含羧基螯合物等組成，水溶性良好，其中含氮化合物可在金屬表面形成與鐵離子配位的絡(luò)合層，阻礙水中鹽類釋放的陰陽離子對鋼鐵的腐蝕。

2015年在中五增投加AD43-1緩蝕阻垢劑，濃度20-100ppm，通過不斷摸索，發(fā)現(xiàn)加藥濃度達(dá)到50ppm后，腐蝕速率達(dá)到最低且變化不再明顯，最終確定加藥濃度為50ppm。

緩蝕劑投加濃度與緩蝕效果評價圖

中五增掛片實(shí)驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)表

5 幾點(diǎn)認(rèn)識

通過對中五增腐蝕問題治理，取得明顯效果，腐蝕周期延長至5-7個月，并消減安全環(huán)保隱患，證明添加緩蝕劑能有效延長腐蝕周期。

2016年底，大路溝一區(qū)2014年東部產(chǎn)建區(qū)中七增也已出現(xiàn)站內(nèi)腐蝕現(xiàn)象，通過對中五增腐蝕問題治理情況，決定在中七增實(shí)施現(xiàn)場連續(xù)投加AD43-1緩蝕劑，及時扼制腐蝕問題。

隨大路溝一區(qū)開采時間延長，進(jìn)入油田開發(fā)后期，腐蝕問題是避免不了的，要想從根本上緩解腐蝕問題，還需從注入水水質(zhì)入手，如何提高大路溝一區(qū)注入水水質(zhì)將是艾家灣作業(yè)區(qū)下一步研究的重點(diǎn)課題。