采油集輸管線結(jié)垢腐蝕的機(jī)理分析與保護(hù)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(wěn)定性一直是人們普遍關(guān)心的問題。在石油采集過程中會出現(xiàn)結(jié)垢與腐蝕問題，嚴(yán)重的會導(dǎo)致采油生產(chǎn)效率受到影響。立足于現(xiàn)狀，文章首先介紹了采油集輸管線結(jié)垢的機(jī)理，其次對結(jié)垢現(xiàn)象的緩解途徑進(jìn)行了介紹，最后對采油集輸管線腐蝕機(jī)理與防護(hù)策略進(jìn)行了分析，希望可以有效提升輸油穩(wěn)定性與安全性。

1 采油集輸管線結(jié)垢機(jī)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(dǎo)致結(jié)垢問題的發(fā)生。首先，當(dāng)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(xiàn)聚合下沉的情況，從而出現(xiàn)大量的沉淀堆積在管線內(nèi)部形成結(jié)垢問題；其次，在結(jié)晶作用的輔助下，一些鹽類分子可能會出現(xiàn)化學(xué)作用或者晶體的組合從而出現(xiàn)一些新的微晶體，這些晶體的晶粒化會導(dǎo)致大面積的堆疊與沉淀；再次，當(dāng)大量晶體堆積時還會出現(xiàn)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(jié)垢的狀態(tài)也會出現(xiàn)不同的表現(xiàn)。如果從結(jié)晶動力學(xué)角度上來看，整個結(jié)構(gòu)的過程就是離子在過飽和溶液中結(jié)晶的過程，然后結(jié)晶會不斷積累、成長，與其他路過的分子或者晶體進(jìn)行聚集，最終形成難以處理的巨大沉淀物，嚴(yán)重阻礙管線的正常使用。

2 現(xiàn)階段緩解結(jié)構(gòu)現(xiàn)象的技術(shù)

2.1 接轉(zhuǎn)站分水

為了做好集輸管線的結(jié)垢預(yù)防控制工作，接轉(zhuǎn)站的分水可以說是最行之有效的方案之一。通過接轉(zhuǎn)站分水，能夠?qū)⒔Y(jié)垢的原因消除，從而降低后續(xù)結(jié)垢的可能性。在處理過程中，接轉(zhuǎn)站分水能夠降低輸送中包含的鈣鎂離子，這些離子都是導(dǎo)致結(jié)垢問題發(fā)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(shù)油田使用的聚合物阻垢劑本身沒有嚴(yán)格的使用要求與標(biāo)準(zhǔn)，所以隨意使用的情況十分嚴(yán)重，可能會出現(xiàn)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(jīng)結(jié)垢的位置或者出現(xiàn)析出結(jié)晶情況的水體都無法采用加藥防垢的方法進(jìn)行處理，所以該技術(shù)應(yīng)用過程中具有較大的限制性。

2.3 磁防垢

磁防垢技術(shù)是一種新興的技術(shù)，其技術(shù)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(xiàn)結(jié)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(dāng)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(jìn)行防垢處理設(shè)備的總稱，目前采用較為廣泛的是超聲波除垢器，該設(shè)備能夠通過降低無機(jī)鹽沉淀的方法來進(jìn)行除垢。一般來說，這種處理技術(shù)在實際應(yīng)用中必須在較長的管線中進(jìn)行鋪設(shè)，成本較高且處理難度較大。后續(xù)出現(xiàn)了新型除垢設(shè)備，該設(shè)備可以將垢離子吸附在設(shè)備周邊從而降低管線中結(jié)垢的問題。

3 采油集輸管線腐蝕機(jī)理與保護(hù)策略

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

（1）涂層保護(hù)。涂層保護(hù)是一種提前保護(hù)策略，通過在內(nèi)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(zhì)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(jù)油田的情況不同來選擇適應(yīng)性較好的涂料即可。

（2）電化學(xué)保護(hù)。在電化學(xué)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(yīng)該盡可能做好陰極極化與腐蝕程度處理工作，從而實現(xiàn)電位控制與整體保護(hù)。在腐蝕較為嚴(yán)重時，采用陰極陽極配合保護(hù)的方法可以取得不錯的保護(hù)效果。

（3）涂層與電化學(xué)聯(lián)合防護(hù)。在使用涂料進(jìn)行防護(hù)時，可能會出現(xiàn)裸露部分的保護(hù)不足的情況，所以配合電化學(xué)防護(hù)進(jìn)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(xué)聯(lián)合防護(hù)，能夠形成優(yōu)勢上的互補，更好的完成防護(hù)控制任務(wù)。

（4）鋼材復(fù)合管線防護(hù)。鋼材復(fù)合管線防護(hù)技術(shù)是一種采用針對性管線防護(hù)處理的方式進(jìn)行電化學(xué)腐蝕預(yù)防控制的技術(shù)類型。比如說在鹽堿地地區(qū)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(qiáng)抗腐蝕性的復(fù)合鋼材進(jìn)行管線鋪設(shè)，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(jié)語

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