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管道研究

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长庆油田原油集输管道腐蚀原因分析与监测评价技术

来源:《管道保护》杂志 作者:何治武 周佩 姜毅 董俊 刘宁 时间:2018-7-12 阅读:

何治武 周佩 姜毅 董俊 刘宁

低渗透油气田勘探开发国家工程实验室;长庆油田油气工艺研究院

长庆油田地处鄂尔多斯盆地,开发层位主要为侏罗系延安组和三叠系延长组等[1],随着油田开发时间的延长,原油含水增加,原油集输管道腐蚀严重,腐蚀破漏数量持续增加,个别区块集输管道使用2~3年即需更换,给油田正常生产和安全环保造成极大的危害。

1 管道腐蚀穿孔分析

1.1 管道穿孔调查

从2015年起,长庆油田组织各采油厂对油田管道使用情况进行普查、分析。从普查结果看,管体腐蚀穿孔是管道损坏的主要原因,其穿孔次数占损坏因素的81.2%。

原油集输管道腐蚀穿孔主要发生在出油管道和集油管道,占管道腐蚀穿孔总长度的93.33%,输油管道和长输管道穿孔次数较少。

管道穿孔部位以内腐蚀穿孔为主,主要发生在管体中下部,部分管道发生在焊缝或焊缝附近。管道外腐蚀较轻。

1.2 管道材质防腐性能分析

截取8条不同层位、不同含水和不同服役年限的腐蚀穿孔管道,按照文献[2]的方法检测管道材质的化学成分、力学性能、金相组织、腐蚀产物等。

结果表明:材质化学成分、拉伸性能均符合标准[3]要求;夏比冲击、金相组织差异不大。说明管道内局部腐蚀明显,管道破坏为内腐蚀穿孔。

图1为管道腐蚀产物能谱图,腐蚀产物主要为氧化铁(Fe2O3)、羟基氧化铁(FeOOH)、硫化亚铁(FeS)、碳酸亚铁盐(FeCO3)。

图1管道腐蚀产物能谱分析

2 管道腐蚀分析

2.1 腐蚀区域划分

选取30个主要油田区块、层位,进行管输原油腐蚀因数检测和腐蚀性分析[4],据此划分腐蚀区域。

低腐蚀区,平均腐蚀速率≤0.125 mm/a。油藏位于鄂尔多斯盆地的东、南部,埋藏深度较深。腐蚀因素含量较低,

中腐蚀区,平均腐蚀速率在0.125~0.375 mm/a。主要位于鄂尔多斯盆地中部的中上部地层。所含腐蚀因素中等。

高腐蚀区,平均腐蚀速率≥0.375 mm/a 。主要位于鄂尔多斯盆地中、北部,延安组油藏。所含腐蚀因素高。

2.2 腐蚀原因分析

延安组:普遍含有较高的CO2和HCO3- ;大部分区块含有S2-,部分区块S2-高达358.79 mg/L;严重腐蚀区块腐蚀性细菌含量高。

延长组:普遍含有较高的S2-;一定量的CO2;腐蚀性细菌;腐蚀类型以H2S和腐蚀性细菌为主。

3  管道腐蚀监测网

3.1 管道在线腐蚀监测装置

在采油单井、增压站、转油站、联合站安装管道在线腐蚀监测装置(见图2),通过下入的挂环(见图3)评价管道腐蚀状况。

图2 腐蚀监测装置安装示意

图3装置挂环

3.2 建立油田生产系统腐蚀监测网

遵循“区域性、代表性、系统性”原则建立油田腐蚀监测网。在油田区块设置腐蚀监测点,实现对油田区块管道腐蚀程度的长期、全面监测;对油田主要开采层位进行原油集输流程全过程监测,实现管道的动态腐蚀检测(见图4)。

图4 油田生产系统腐蚀监测网

管道动态腐蚀监测结果表明,较低的含水原油附在挂环上起缓蚀作用,大部分区块管道腐蚀程度比管输层位地层水腐蚀程度轻;同时管道结蜡对管道具有一定的保护作用。按照管道介质腐蚀性评价标准[5]分类,较重级别腐蚀区(平均腐蚀率0.13~0.25 mm/a)由夏季5个减少到冬季3个;严重级别腐蚀区(平均腐蚀率>0.25 mm/a),管道腐蚀破漏次数相对较多。

4. 结语

通过开展全油田主要区块、层位的管输原油腐蚀因素检测和原因分析,对腐蚀因素和腐蚀区域有了初步规律性认识。同时建立了覆盖全油田主要区块和集输流程的油田生产系统腐蚀监测网,实现了管道腐蚀动态检测。此举有助于科研人员全面掌握管道腐蚀情况,提高分析能力和防腐技术水平。

参考文献

[1]何治武,刘宁,等.姬塬油田注水伤害分析与化学增注技术研究.化学工程与技术,2013,, 2013 , 03(6) :189-193.

[2] 杨全安主编.实用油气井防腐蚀技术.北京:石油工业出版社,2012.40~46.

[3] GB/T8163-2008 《输送流体用无缝钢管.

[4] A comparsion of ultrasonic and diverted magnetic flux pipeline inspection technologies. Proceedings of the 1992 Pipeline Technology Conference.Holland:Gulf Publishing Company and Surveys Ltd.

[5] SY/T0087-2012 《钢质管道及储罐腐蚀评价标准》.

作者:何治武,男, 1969年生,高级工程师, 1992年毕业于西安石油学院应用化学专业,石油与天然气工程硕士学位,现在长庆油田分公司油气工艺研究院,从事油田化学与防腐的研究和技术应用工作。

《管道保护》2017年第3期(总第34期)

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