1 油田地面工程腐蚀现状
油田地面管网庞大且错综复杂, 是油气集输系统的神经网络, 随着油田开采的进行, 地面管道建设越来越多, 管道腐蚀越来越严重。大庆油田开发多年, 已经进入特高含水生产期, 注水开发、聚合物驱等采油技术的运用及特殊修井作业等, 导致抽油机采出地层水矿化度升高、结垢离子增加, 加之地层中腐蚀性二氧化碳较多, 腐蚀性增强, 地面管网系统中流通含油高污染强腐蚀流体, 致使含水集油管线、污水处理及回注系统管线腐蚀、结垢等情况经常发生, 并且管道腐蚀速度较快, 部分管道投产几个月后即出现腐蚀穿孔等现象, 需要重新施工, 影响了油田的正常生产开发, 因此, 要做好防腐技术应用工作。
2 油田地面工程腐蚀原因分析
2.1 管道设备外防腐蚀层老化破损
2.1.1 管道外防腐蚀层选择不合理
管道外防腐蚀层需要与周围环境相匹配, 若防腐蚀层选择不合理, 容易造成防护层老化、破损速度加快。比如沥青类防腐蚀层长期浸泡在水中容易导致吸水膨胀, 最后从管道上脱落, 同时植物根系生长也会破坏沥青防护层, 因此对于一些低洼、容易积水、植物大量生长的地带不宜采用沥青防护层;黄夹克类的防护层出现破损后破损容易传递, 导致破损部位增大, 不适用于易遭人为破坏的输油管线。
2.1.2 施工中存在问题
施工过程中存在的缺陷及失误等, 也是造成管道腐蚀的主要原因。如管线在连接过程中的三通、接头、弯头等部位防腐层不易包装, 极易发生腐蚀;部分地方管线埋深太浅, 雨水冲刷后暴漏出地面, 长期经受日光暴晒及冬夏天气冷热变化, 防腐层易老化破裂等, 导致管线暴露;当两条管线交会时需要搭接, 搭接处管线容易挤压, 长期作用导致防腐层被破坏;带防腐层的管线在铺设时, 由于土壤中有石头等尖锐的硬物, 容易划伤、划破管道外部防腐层。
2.1.3 管道防腐层遭受第三方破坏
已建成管道沿线铺设道路、桥梁及新铺设管线等, 容易造成先期管线防腐层的破坏, 甚至是破坏管线本身;铺设好的管线可能遭到打孔偷油、偷气等行为的影响, 防护层会完全破坏, 使管道遭受损失。
2.2 管道设备内腐蚀机理
2.2.1 管道设备内腐蚀的化学因素
大庆油田采出管道水具有聚合物含量高、含油乳化程度高、矿化度高、二氧化碳气体含量高、小粒径悬浮物高、细菌含量高等特征。二氧化碳溶于水形成碳酸根, 引起PH值降低, 酸性的地层水容易腐蚀管道设备;油田采出水矿化度一般都比较高, 高矿化度的水中含有大量Cl-, 对管道腐蚀性较大;地层水的PH值直接影响其腐蚀性, 一般PH值越低腐蚀性越大。
2.2.2 管道设备内腐蚀的物理因素
引起管道设备内部腐蚀的物理因素主要有温度、压力、水流速度及对管道的磨蚀。温度越高, 管道越容易受到腐蚀;压力越大, 地层水中溶剂的气体越多, 气体对管道的腐蚀性强;水流速度较小时, 对管道的相对较小, 管道中地层水中含有沙粒等颗粒, 在高速水流带动下, 对管道的磨损较大, 使金属表面的防护膜消失或失去防护作用。
2.2.3 管道设备内腐蚀的生物因素
生物作用也是引起管道腐蚀的重要原因, 引起管道腐蚀的生物主要有铁细菌、硫酸盐还原菌及腐生菌等。铁细菌能够将亚铁离子氧化成三价铁离子, 三价铁离子与水中氢氧根反应生成氢氧化铁沉淀, 在管道内壁结垢;硫酸盐还原菌通过硫酸盐还原反应, 将地层水中的SO42-还原成S2-, S2-再与金属管道中铁反应生成硫化亚铁, 腐蚀管道。
3 管线腐蚀防护措施
3.1 优质选材, 合理设计
在管线选材方面应进行优质选择:研究表明, 由于污水具有极强的腐蚀性, 低压污水及注水管线常选用玻璃管及钢骨架复合管等, 易引起管线局部内腐蚀, 所以在管线具备强度要求的基础上, 推荐选用非金属管线;采用镍基合金双金属复合管应用在含有Cl-和H2S的腐蚀环境里;管线的曲率半径应不小于管径的三倍, 避免湍流腐蚀;焊接施工时尽量避免选择不同材质的管线, 避开与管线不同材质的焊条, 从而有效的防护电偶腐蚀;在管线的外防护层上的选择也不能一概而论, 比如不能用沥青类的外防腐蚀层应用在水位较高或有生根植被的地区, 不采用黄夹克类的外防腐蚀层应用在输油气管线。
3.2 精确生产工艺, 重视防腐管理
应该正视生产工艺, 避免由生产工艺不当引起的腐蚀, 例如在注水开发区块, 不能把清水与污水混合注入, 由于两种水型不匹配, 会引起集输管网结成污垢, 从而导致垢下腐蚀;另一方面, 要保证防腐管理的持续有效性, 涂层、表面处理等应严格控制施工质量, 涂层内放管线或渗氮管线的穿孔频率高, 所以在涂层的工艺和成分选择上应严格控制和监管。此外还应该定期对新建管线基线检测, 大部分管线都是由于应力集中和外腐蚀联合作用下引起的腐蚀, 所以要及时明确是否存在不合理的搭接, 对新铺设管线的基线进行检测, 确定管线施工质量, 对在役管线定期检测、修复与更换, 最大限度避免泄露事故的发生, 使有限的资金更多的解决管线防腐蚀、安全隐患问题。
摘要：为了遏制日益加剧的腐蚀, 油田地面工程施工过程中需要采用相应的防腐技术, 本文介绍了油田地面工程施工的腐蚀现状, 对造成腐蚀原因进行了分析, 提出了管道防腐技术。
关键词：地面工程施工,腐蚀现状,腐蚀原因,防腐技术
参考文献
[1] 李亚章.油气田腐蚀与防护技术手册[M].北京:石油工业出版社, 1998
[2] 王敏.石油化工腐蚀与防护[J]中国学术期刊, 1998, 2 (3) :99-104