單井地面管線工程提升技術調研與對策

王麗華

摘要：勝利油田開發(fā)50余年，已建成龐大復雜的油、氣、水管網(wǎng)，油田管線長期輸送著“易燃、易爆、高壓、高溫”的介質，隨著介質性質變化及管網(wǎng)使用時間的延長，腐蝕泄漏事故時有發(fā)生，造成安全環(huán)保風險逐年加大。為此，需要進行工程提升技術的調研，并提出對策。

關鍵詞：地面管線 工程提升技術 調研對策

多年來，油田地面工程建設對于干線、支干線的設計、論證、施工有著較為成熟的技術體系，管線的內外防腐、焊接補口較為完善，而對于油水井單井管線，由于管徑小，在內防腐及內補口上存在技術難點，部分管線為開發(fā)單位自行施工，以及受開發(fā)成本的制約等影響，普遍存在管線的設計選型缺乏依據(jù)，未開展內防及內補口，監(jiān)督檢測標準不完善等問題，從而造成現(xiàn)場單井地面管線建設質量不高，生產運行過程中穿孔頻繁，管線維修維護大大增加了基層職工的勞動強度，并且造成大量的安全環(huán)保隱患、高額的青賠費用以及油泥砂處理工作量。

一、單井地面管線工程技術現(xiàn)狀調查

1、腐蝕是造成管線穿孔的主要原因

油井采出液及水井注入水液礦化度高、采出液高含Cl-，還有菌類、HCO3- 、溶解氧、CO2、H2S等腐蝕性元素會加劇管線內腐蝕，根據(jù)統(tǒng)計污水站來水腐蝕速率最高達到0.431mm/a，同時部分油井采出液含砂，在較高流速下，受采出液中包含的泥砂、不溶性鹽等固體顆粒共同作用，對管線底部產生沖刷，加劇磨損腐蝕;油田所處濱海地區(qū)鹽漬土壤，土壤含鹽以氯化物為主，土壤電阻率低，一般小于20Ω.m，按土壤腐蝕性標準判斷，勝利油田屬極強腐蝕區(qū)，土壤沿線的透氣性不同而形成的縱向宏腐蝕電池，埋深不同引起的橫向宏腐蝕電池，以及土壤局部不均勻性引起的宏腐蝕電池是造成管線外腐蝕的主要機理。根據(jù)調查統(tǒng)計單井地面管線穿孔內腐蝕因素約占49.6%，外腐蝕因素約占38.3%，外力破壞等其他因素占12.1% 。

2、管線內防比例低，普遍無內防

根據(jù)調查結果，目前油田在用單井管線中金屬管線占比91.9%，非金屬管線占比8.1%，金屬管線中實施內防腐的僅為6.9%，未進行內防的占比93.1%。單井管線大多數(shù)未做內防腐，輸送高礦化度、高腐蝕速率的介質，導致管線發(fā)生內腐蝕穿孔;部分管線有內防但未進行內補口，造成焊口區(qū)域易發(fā)生原電池腐蝕穿孔。

3、管線外防等級低，施工標準低

2003年之前，勝利油田管線的外防腐主要為石油瀝青防腐，瀝青類防腐層易吸水，充水剝離，不適宜地下水位常年較高的區(qū)塊;2003-2012年之間外防以聚乙烯膠粘帶為主，防腐膠帶類防腐層不耐植物根系，不適宜蘆葦、雜草等植物分布密集的區(qū)塊;2012-2016年之間逐步應用2PE外防腐工藝，2016年之后3PE外防腐逐步得到推廣。外防腐存在的主要問題一是現(xiàn)場單井管線存在大量以石油瀝青防腐、聚乙烯膠粘帶為主的低等級外防工藝，部分管線2PE防腐層施工質量低，自身附著差易剝離等原因易導致外防腐失效，造成管線易發(fā)生外腐蝕穿孔;二是部分管線外防腐施工標準低，管線埋地深度不足，水土流失后管線受紫外線照射破損PE外防腐層;三是管線穿孔修復后未做防腐層保護、管線密集區(qū)域施工破壞其他管線外防腐層未進行修復。

二、單井地面管線主要工程工藝技術

1、管線外防腐工程工藝

管線常用外防腐層：石油瀝青防腐層、聚乙烯膠黏帶、擠壓聚乙烯層（2PE、3PE）、熔結環(huán)氧粉末層、煤焦油瓷漆層、泡沫黃夾克保溫層等，通過對電絕緣性能、陰極保護電屏蔽性能、化學穩(wěn)定性、力學性能、抗微生物侵蝕性能、涂覆及修補性、對生態(tài)環(huán)境影響、使用壽命等性能綜合評價擠壓聚乙烯（2PE、3PE）外防腐層相比與其他防腐層有絕對優(yōu)勢，3PE是目前埋地鋼質管線（80℃）首推的外防腐結構，國內外長輸油氣管線大多使用該外防腐結構，在國內大型工程中都有大量應用（如西氣東輸管線、陜京二線等），并取得不錯的效果。

2、管線保溫工程工藝

目前管線常用保溫材料主要有聚氨酯泡沫材料、鈦陶瓷絕熱材料、納米陶瓷復合保溫材料、防腐保溫涂料、后三者耐溫高，在注汽管線應用多，聚氨酯泡沫材料保溫層價格低、技術成熟，現(xiàn)場應用廣泛。

3、內襯類內防工程工藝

鋼管線內襯類內防工藝是對基管進行外防腐加工后，基管兩端打坡口，然后以氬弧連焊的方式焊接連接頭，檢驗合格后穿襯管，然后加熱恢復、翻邊，形成鋼管與內襯組合而成的內襯復合管，管線連接采用螺紋活接頭方式連接。常用的內襯材料主要有高密度聚乙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯等。

4、涂層類內防工程工藝

鋼管線涂層類內防腐常用的工藝主要有環(huán)氧粉末、賽克-54、玻璃釉等。對比各項性能抗磨蝕和耐高溫的內防涂層為賽克54和玻璃釉，但綜合造價較高;附著力比較好的內防涂層為賽克54，玻璃釉和環(huán)氧粉末;加工過程中需要加熱的內防涂層為玻璃釉和環(huán)氧粉末，能耗較高。

5、非金屬管線工程工藝

勝利油田常用非金屬管線主要有玻璃鋼、柔性復合高壓輸送管、鋼骨架增強聚乙烯復合管等。

三、未來工程技術主要提升方向

針對單井地面管線建設過程中存在的問題，圍繞大幅提高地面管網(wǎng)壽命，轉變觀念、更新理念，開展技術研究及標準提升，明確單井地面管線設計規(guī)范，形成適應不同工況的管線選型及防腐技術要求，完善質量監(jiān)督檢測機制，開展地下綜合管廊帶研究，構建一流企業(yè)標準，做到單井管線建設全流程無短板，全壽命周期高效益。

1、開展低質低效影響因素分析

對單井地面管線開展現(xiàn)狀調研、原因深化分析，找準問題點，落實治理對策，建立跟蹤評價體系，實行常態(tài)化分析機制。

2、建立單井地面管線建設管理規(guī)范

通過建立單井管線設計規(guī)范，明確單井管線建設前的技術分析、路由及敷設方式的優(yōu)化及分級分類防腐技術選型優(yōu)化，提升單井管線設計及建設管理水平。

3、開展新工藝新技術工程現(xiàn)場適應性研究評價

對現(xiàn)場常用的管線內外防腐材料、管線連接、補口形式開展工藝適應性評價，優(yōu)選出的工藝技術，完善其技術要求，提高現(xiàn)場適應性，同時要綜合考慮技術的先進性、安全性、施工便捷、快速修復、性價比等。新工藝、新技術的現(xiàn)場應用要體現(xiàn)出先進性及經(jīng)濟性，綜合評價要具有較高的性價比，具有較高的可推廣性。

通過強化新工藝、新技術的應用，建立科學的分級分類選型方法，提升技術標準，延長使用壽命，提高地面管網(wǎng)流程的綜合效益，力爭5年內實現(xiàn)單井地面管線穿孔率下降50%。