采油集輸管線結垢腐蝕的機理分析與保護策略

王瑞 方卉 阿尼瓦爾江·阿力木江（新疆油田公司采油一廠，新疆 克拉瑪依834000）

作為我國重要的能源來源之一，石油采集的效率與穩定性一直是人們普遍關心的問題。在石油采集過程中會出現結垢與腐蝕問題，嚴重的會導致采油生產效率受到影響。立足于現狀，文章首先介紹了采油集輸管線結垢的機理，其次對結垢現象的緩解途徑進行了介紹，最后對采油集輸管線腐蝕機理與防護策略進行了分析，希望可以有效提升輸油穩定性與安全性。

1 采油集輸管線結垢機理

在采油集輸管線正常使用過程中，可能會由于多種因素導致結垢問題的發生。首先，當水中具有大量的難溶解的鹽分子時，這些分子在運送過程中可能會出現聚合下沉的情況，從而出現大量的沉淀堆積在管線內部形成結垢問題；其次，在結晶作用的輔助下，一些鹽類分子可能會出現化學作用或者晶體的組合從而出現一些新的微晶體，這些晶體的晶粒化會導致大面積的堆疊與沉淀；再次，當大量晶體堆積時還會出現晶體長大的情況，這個時候沉淀就會逐漸成為大面積的污垢；最后，在不同的條件下，結垢的狀態也會出現不同的表現。如果從結晶動力學角度上來看，整個結構的過程就是離子在過飽和溶液中結晶的過程，然后結晶會不斷積累、成長，與其他路過的分子或者晶體進行聚集，最終形成難以處理的巨大沉淀物，嚴重阻礙管線的正常使用。

2 現階段緩解結構現象的技術

2.1 接轉站分水

為了做好集輸管線的結垢預防控制工作，接轉站的分水可以說是最行之有效的方案之一。通過接轉站分水，能夠將結垢的原因消除，從而降低后續結垢的可能性。在處理過程中，接轉站分水能夠降低輸送中包含的鈣鎂離子，這些離子都是導致結垢問題發生的主要因素。在確保輸油過程安全的同時，還能夠有效降低污水處理的難度，對于緩解管線輸送壓力具有重要的作用。

2.2 加藥防垢

阻垢劑在使用時也會存在一些問題與弊端，比如說在油田水的礦化度相對較高的情況下，可能會減少和降低處理的效果，而大多數油田使用的聚合物阻垢劑本身沒有嚴格的使用要求與標準，所以隨意使用的情況十分嚴重，可能會出現額外的水體污染，從而增加后期污水處理的難度與成本。另外，一些已經結垢的位置或者出現析出結晶情況的水體都無法采用加藥防垢的方法進行處理，所以該技術應用過程中具有較大的限制性。

2.3 磁防垢

磁防垢技術是一種新興的技術，其技術成本較低，只需要在每毫升三千毫克的水溶液中添加鹽即可有效降低出現結垢問題的情況。一般來說，含鹽量較低時，防垢的效果就越明顯，相對的，當鹽含量較高時，實際處理效果也會大打折扣。

2.4 除垢器

除垢器實際上就是對所有可以進行防垢處理設備的總稱，目前采用較為廣泛的是超聲波除垢器，該設備能夠通過降低無機鹽沉淀的方法來進行除垢。一般來說，這種處理技術在實際應用中必須在較長的管線中進行鋪設，成本較高且處理難度較大。后續出現了新型除垢設備，該設備可以將垢離子吸附在設備周邊從而降低管線中結垢的問題。

3 采油集輸管線腐蝕機理與保護策略

在油田原油水中具有大量的電解質，如果不采取處理措施會導致輸油管線受到長期的電化學腐蝕，會出現使用壽命降低的情況，帶來不良的經濟損失與安全事故。

（1）涂層保護。涂層保護是一種提前保護策略，通過在內外管壁處涂抹防腐涂料的方式能夠降低管壁受到腐蝕的可能性，整體防腐效果較高。但是，由于不同情況下的介質類型不同，腐蝕能力與作用范圍也不一樣，所以實際處理過程中難度較大。在做好防滲透性能處理與抗腐蝕性處理后，根據油田的情況不同來選擇適應性較好的涂料即可。

（2）電化學保護。在電化學腐蝕中，電極電位也是一個影響腐蝕程度的重要因素，所以在金屬外部應該盡可能做好陰極極化與腐蝕程度處理工作，從而實現電位控制與整體保護。在腐蝕較為嚴重時，采用陰極陽極配合保護的方法可以取得不錯的保護效果。

（3）涂層與電化學聯合防護。在使用涂料進行防護時，可能會出現裸露部分的保護不足的情況，所以配合電化學防護進行整體處理的工藝更適合實際工況要求。在一些腐蝕程度較高的情況下采用涂層與電化學聯合防護，能夠形成優勢上的互補，更好的完成防護控制任務。

（4）鋼材復合管線防護。鋼材復合管線防護技術是一種采用針對性管線防護處理的方式進行電化學腐蝕預防控制的技術類型。比如說在鹽堿地地區中管線更容易受到腐蝕，這個時候就需要選擇自身具有較強抗腐蝕性的復合鋼材進行管線鋪設，從而在根本上降低受到腐蝕的可能性，有效延長使用壽命。

4 結語

防止集輸管線結垢與腐蝕不但可以提升傳輸效率，同樣也是確保產品質量的重要途徑之一。在實際生產問題的解決過程中，要做好實際情況控制工作，重點解決結垢與腐蝕問題，更好的滿足油田對于生產開發的客觀要求，從而獲得更高的經濟效益與社會效益。