油气集输管网腐蚀现状及防腐技术的研究与应用

油气集输管网腐蚀现状及防腐技术的研究与应用

张涛 ,梁逵 ,彭汉包 ,张爱菊

中原油田濮东采油厂

摘要:油田在近几年的运行过程中，地面集输管网不同程度的出现腐蚀穿孔，严重影响油田的正常生产。从油井采出来的原油中含有少量的H2S、CO2以及高矿化度地层水和其它杂质，对采油设备及集输管网的腐蚀破坏性极大，对其腐蚀原因进行分析，找出防腐措施极为重要。本文通过对已建地面管网的腐蚀现状进行分析，在分析腐蚀原因的基础上，并提出相应的防护措施，提高了油田开发效率，有效保障了油气集输管道安全运行。

关键词:  腐蚀状况  腐蚀监测  防腐  腐蚀速率

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1 前言

地层产出介质物性特征复杂，伴生气含有少量的H2S、CO2，地层产出水具有矿化度高（平均在24×104mg/L左右），PH值低（平均在5.0～6.0），呈弱酸性，且含有较高的H2S、CO2，因此具有腐蚀性强的特点，在油、气、水混合集输的过程中对管线以及设备的腐蚀性极大。这些地面管线腐蚀的加剧大大降低了设备的使用寿命，严重影响原油的正常生产集输。因此深入开展研究油气集输管网腐蚀现状，找准其腐蚀机理，并找出相应对策，维持油田的正常、安全生产，提高油田开发效率有着极其重大的意义。

2 集输系统腐蚀现状

2.1 集输管网腐蚀情况

中转站以及站间集输管网系统近两年就有腐蚀穿孔等22起大型生产事故现象发生。2021年1月，五组计量站进胡二中转站管线腐蚀穿孔，位置为站外5m处阀组，折算点蚀速度5.38mm/a；同年6月，该管线在同样的位置发生第二次穿孔，折算点蚀速度达到5.88mm/a。同时在焊接过程中发现，管线底部附近管壁已经变薄，即将穿孔。2021年12月，外输管线腐蚀穿孔，该系统以2019年9月投入运行，运行仅25个月穿孔，折算点蚀速度达4mm/a。通过现场割管，腐蚀主要以内腐蚀为主，且腐蚀坑较多。2019年7月和2020年8月，3000方进罐管线共出现腐蚀刺漏6次。腐蚀严重影响着油田的正常生产，同时造成环境污染。

2.2 腐蚀现状结论

（1） 含H2S、CO2的井见水后腐蚀极为严重。

（2） 油气集输系统腐蚀严重，从设施投产与穿孔时间看，点蚀速度在4～6mm/a，按美国腐蚀工程师协会腐蚀评价（NACE标准RP-0775-2005）标准判断：点蚀大于0.381mm/a,属极严重腐蚀。从目前穿孔速度来看，该系统腐蚀远远大于该数值，属极严重腐蚀。

（3） 从现场生产情况来看，腐蚀以内腐蚀为主。

（4） 腐蚀穿孔部位主要集中在弯头、焊缝及管线底部。

（5） 从该系统产出介质分析看均不同程度的含有H2S、CO2酸性气体，一方面造成严重腐蚀，另一方面因腐蚀造成H2S气体泄漏引起安全事故的发生。同时随着含水率的不断上升，高矿化度水质加上酸性气体的存在，势必造成腐蚀越来越严重。

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3 防腐技术在油田的应用

3.1牺牲阳极的阴极保护：

目前集输系统全部采用外加电流阴极保护技术，这种技术对管线外壁进行了有效保护。但对管线内壁保护效果并不明显，而通过油田的腐蚀情况来看现阶段地面集输系统恰恰是以内腐蚀为主，加之管线内壁没有进行任何内防腐处理。因此，为了避免因为内腐蚀造成管线的腐蚀穿孔而影响正常生产，后天的化学防护是减缓集输系统管线腐蚀的重要措施之一。

3.2 油、气集输系统端点加药保护技术

从目前集输管线穿孔和腐蚀监测资料表明：集输系统腐蚀多以内腐蚀为主，而外加电流阴极保护技术对内腐蚀效果并不明显，但是对已建的集输管网又不可能进行推倒重建(管线从新采用内防腐技术)。因此，为了减缓腐蚀、延长已建集输系统的使用寿命，采用了端点加注缓蚀剂的化学防腐措施。

端点加注缓蚀剂的过程：在集输干线的端点站（端点站就是一条集输干线的起点，药剂从端点站加入后沿流程到干线末端整条管线都将受到保护）通过加药流程用加药泵按照一定的浓度连续投加缓蚀剂在管线的内壁形成一层预膜（预膜就是使缓蚀剂均匀地分布在钢材表面，形成一层保护膜，将钢材与腐蚀介质隔离开来）来控制管线的腐蚀，延长管线的使用寿命。

3.3强化含油污水处理技术

污水处理系统是整个集输系统腐蚀最为严重的部位之一。在未采取任何措施的情况下，从监测数据来看，污水站一次沉降罐来700m3污水接收罐的含油污水腐蚀速度为0.2636mm/a,属严重腐蚀。700m3污水接收罐内下部试片、中部试片腐蚀速度为0.033 mm/a、0.0274 mm/a，相对较大。说明地层产出水具有较强的腐蚀性。通过对地层水介质分析，水中含有一定量的硫酸盐还原菌（SRB，腐生菌（TGB）和铁细菌（Fe），这些细菌以及代谢产物都会加剧金属的腐蚀。同时，地层产出水的高矿化度、低PH值都是造成地层产出水具有具有较强腐蚀性的原因。为了减缓因为这些因素给污水处理系统造成腐蚀，在700m3污水接收罐进口投加缓蚀阻垢剂，在高效聚集除油器进口投加净水剂和絮凝剂。通过这些先进的污水处理技术，大大降低了污水处理系统的腐蚀速度，目前污水处理系统运行正常。

4 防腐效果

通过对集输系统的腐蚀情况的调查、研究、分析，明确了集输系统的腐蚀状况及特点，继而采取了相应的防范措施进行防护，取得了较好的防腐效果。通过对集输系统的腐蚀情况统计分析可知，2020年因腐蚀发生的刺漏共计16次，而2021年至今为止仅发生6次。除原油外输管线和污油池进一次罐管线发生多次腐蚀穿孔外，其余管线均未发生第二次刺漏。由此可见，通过实施牺牲阳极的阴极保护、油气集输系统端点加药保护技术、强化含油污水处理技术等技术措施，大大减缓和延长生产设施的使用寿命，达到控制腐蚀，提高油田综合开发效益的目的。

5结论

1、通过对生产系统腐蚀监测，基本明确了腐蚀现状、腐蚀特征以及沿生产流程腐蚀的变化趋势。从不同监测时间看，腐蚀速率有上升趋势，特别部分监测点的点蚀速率在(4-6mm/a)，属极严重腐蚀，而且以内腐蚀为主；

2、通过对集输管网的腐蚀机理研究，从对系统产出的介质进行分析，均不同程度含有H2S、CO2的酸性气体，特别是H2S含量较高的油井管网，导致严重腐蚀，随着含水率的不断上升，高矿化度水质加上酸性气体的存在，势必造成越来越严重的腐蚀；

3、油田需要对油井硫化氢腐蚀环境开展在油、水两相中皆起作用的预防腐蚀、减轻腐蚀工艺技术及方法的系统研究。

4、强化含油污水处理技术，监测资料表明产出水腐蚀最为严重，所以目前的重点是加强水系统的缓蚀和杀菌工作。

5、进一步完善腐蚀监测网络，满足腐蚀监测的需要，使监测数据最大限度的反映生产系统腐蚀现状，为防护提供可靠、科学的决策依据；

6、需要进一步加快、加强集输管网的防腐技术的研究和应用，加快油、气集输系统端点加药保护技术的推广应用，保证油气集输管网的正常生产运行。

参考文献

[1]油气田腐蚀与防护技术手册编委会.油气田腐蚀与防护技术手册[M].北京:石油工业出版社，1999.45-48

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[4]郝小军，蒲志强，李异.耐高温、抗油污海水铝合金牺牲阳极的研究[J].材料开发与应用，2000,15(6)

塔河油田油气集输管网腐蚀现状

及防腐技术的研究与应用

   单位：西北油田分公司采油二厂

工种：集输工

等级：技师

姓名：李洪成

2013年5月15日

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