大慶油田集輸系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)研究

孫蕾（大慶油田海拉爾石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部呼倫貝爾分公司，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021000）

大慶油田集輸系統(tǒng)的腐蝕與防護(hù)研究

孫蕾（大慶油田海拉爾石油勘探開(kāi)發(fā)指揮部呼倫貝爾分公司，內(nèi)蒙古呼倫貝爾 021000）

大慶油田是我國(guó)上世紀(jì)60年代勘探開(kāi)發(fā)的世界級(jí)特大砂巖類(lèi)油田，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的開(kāi)發(fā)后原油產(chǎn)量逐漸降低，油井采出液中的含水量大幅度升高，不僅增加了石油的開(kāi)采難度，也造成了集輸管道系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題，一些區(qū)域的管線(xiàn)、閥門(mén)等因腐蝕而破損、崩裂，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失，也造成了一定的環(huán)境負(fù)面影響。針對(duì)這一情況，本文重點(diǎn)針對(duì)大慶油田集輸管道系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題進(jìn)行研究，提出具有針對(duì)性的建議和解決策略。

大慶油田；集輸系統(tǒng)；腐蝕預(yù)防；防護(hù)研究

1 油田集輸系統(tǒng)腐蝕問(wèn)題概述

油田集輸系統(tǒng)是一項(xiàng)相對(duì)龐大的工程，一般被劃分為單井集輸管道和集輸干道，是實(shí)現(xiàn)石油輸送的主要通道，相關(guān)組成如計(jì)量閥組、計(jì)配站、集輸站、中心處理站等。由此不難理解，石油從地下舉升到地面之后，主要是依靠集輸系統(tǒng)輸送到目的地的，而構(gòu)成集輸系統(tǒng)的是集輸管線(xiàn)，大多是金屬材質(zhì)，很容易受到石油中的腐蝕性物質(zhì)干擾影響。

結(jié)合大慶油田對(duì)集輸系統(tǒng)腐蝕的原因分析，腐蝕主要有兩大類(lèi)組成，其一是全面腐蝕，其二是局部腐蝕。

1.1 全面腐蝕

在某一區(qū)域內(nèi)的管線(xiàn)由于受到腐蝕因素的干擾，且腐蝕因素的影響是均勻分布的，在腐蝕的層次、速度、著點(diǎn)等方面趨于同質(zhì)化。例如，石油中的硫化物含量過(guò)高，在與凝結(jié)水混合后形成強(qiáng)酸，在強(qiáng)酸物質(zhì)的影響下的反應(yīng)就屬于全面腐蝕。全面腐蝕的特點(diǎn)是腐蝕點(diǎn)均勻，一般不會(huì)造成太大的安全事故，但對(duì)整個(gè)管線(xiàn)的使用壽命周期影響很大。只要準(zhǔn)確把握金屬材料的壽命周期規(guī)律，就可以避免重大的生產(chǎn)事故。

1.2 局部腐蝕

局部腐蝕往往集中在一點(diǎn)或一個(gè)小型區(qū)域，集輸管線(xiàn)的其他部分并沒(méi)有被破壞。如在管道的焊接點(diǎn)出現(xiàn)金屬裸露的情況，腐蝕因素接觸后會(huì)加速這一點(diǎn)的腐蝕速度，形成點(diǎn)狀、塊狀的腐蝕，由于不容易被發(fā)現(xiàn)，所以有很大的危險(xiǎn)性，一旦達(dá)到一定級(jí)別就會(huì)被壓力崩裂，造成原油泄漏。

2 大慶油田集輸系統(tǒng)的腐蝕機(jī)理與原因分析

從上世紀(jì)60年代開(kāi)始至今，大慶油田已經(jīng)經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)發(fā)展，作為我國(guó)最早、最大的油田之一，在集輸系統(tǒng)建設(shè)方面存在一定的劣勢(shì)。尤其是在早期技術(shù)不發(fā)達(dá)的階段，集輸系統(tǒng)從材質(zhì)、安裝、焊接、防護(hù)等方面都不夠完善，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)之后發(fā)生腐蝕問(wèn)題是必然現(xiàn)象。全面分析大慶油田集輸系統(tǒng)的腐蝕機(jī)理和原因，對(duì)防護(hù)工作大有裨益。

2.1 腐蝕機(jī)理分析

集輸系統(tǒng)的管線(xiàn)由于采用的是金屬材質(zhì)，在于電解質(zhì)接觸之后就會(huì)發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，金屬表面的電位存在高低差異，其中電位高的部分為陽(yáng)極，電位低的部分為陰極，在電化學(xué)反應(yīng)中陽(yáng)極會(huì)向陰極移動(dòng)，造成電子流失；隨著電子不斷地進(jìn)入電解質(zhì)，電解質(zhì)中的一些陽(yáng)離子就會(huì)與金屬反應(yīng)生成腐蝕產(chǎn)物（鐵銹）。

原油是一種復(fù)雜的混合物，除了烴類(lèi)、瀝青、石蠟等還有各種腐蝕性成分，在水分的影響下構(gòu)成電解液，這是金屬管線(xiàn)發(fā)生腐蝕的機(jī)理。

2.2 腐蝕原因分析

大慶油田集輸系統(tǒng)除了運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間較長(zhǎng)之外，期間大部分管線(xiàn)經(jīng)過(guò)了兩、三次替換，新舊管線(xiàn)之間的腐蝕誘發(fā)因素更加復(fù)雜，主要原因有以下幾種。

第一，防護(hù)層脫落。集輸管線(xiàn)的內(nèi)部、外部都會(huì)進(jìn)行腐蝕防護(hù)措施，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)挖掘檢查發(fā)現(xiàn)，不少管線(xiàn)的內(nèi)部防腐層已經(jīng)脫落或被瀝青等物質(zhì)溶解，腐蝕沿著防腐層裂縫開(kāi)始形成；尤其在接口、焊口等位置更加嚴(yán)重。而外部的腐蝕以全面腐蝕問(wèn)題為主，個(gè)別位置由于碰撞、磨損等裸露出金屬部分，產(chǎn)生的腐蝕相對(duì)嚴(yán)重。

第二，管壁腐蝕。集輸系統(tǒng)的作用是輸送原有，而在原有中的腐蝕成分十分復(fù)雜，包括腐蝕性細(xì)菌、二氧化碳、硫化氫、二氧化硫等，還有各種雜質(zhì)，這些都是內(nèi)部腐蝕的因素；而外部腐蝕尤其是在地下深埋的部分，受到土壤水、二氧化碳、細(xì)菌影響較大。

第三，材質(zhì)問(wèn)題。大慶油田早期的集輸系統(tǒng)材質(zhì)質(zhì)量不高，金屬中雜質(zhì)較多，即便做好了防腐措施，在高溫、高壓的情況下會(huì)從內(nèi)部出現(xiàn)腐蝕問(wèn)題。

除此之外，還有一些自然因素、人為因素的影響，都會(huì)造成腐蝕問(wèn)題的加劇。如泥石流沖擊、人為破壞等。

3 大慶油田集輸系統(tǒng)的腐蝕問(wèn)題防護(hù)措施

在油田的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各類(lèi)管線(xiàn)要么暴露在自然環(huán)境中，要么長(zhǎng)期掩埋在地下，腐蝕問(wèn)題幾乎是無(wú)時(shí)無(wú)刻不再進(jìn)行，很難預(yù)測(cè)腐蝕的程度和引發(fā)的事故程度。特別是由于腐蝕引發(fā)的穿孔現(xiàn)象會(huì)縮短設(shè)備的使用壽命，造成資源的浪費(fèi)，鑒于此，只有盡量降低管線(xiàn)的腐蝕程度，才能更好地確保油田的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

第一，嚴(yán)格審核集輸系統(tǒng)所采用的管材質(zhì)量，并進(jìn)行新型防腐層保護(hù)技術(shù)，對(duì)于需要掩埋的部分采用干燥細(xì)沙處理，減少對(duì)防腐層的傷害。

第二，嚴(yán)格控制接口、焊口等銜接部位的密封性工作，減少局部腐蝕出現(xiàn)的機(jī)率。

第三，嚴(yán)格遵守集輸系統(tǒng)運(yùn)維制度，加強(qiáng)管理保護(hù)力度。

第四，嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備替換標(biāo)準(zhǔn)，精確計(jì)算設(shè)備的使用周期，避免腐蝕穿孔帶來(lái)的大型事故。

4 結(jié)語(yǔ)

石油是現(xiàn)代社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要資源，也是一個(gè)涉及多種知識(shí)體系的技術(shù)密集產(chǎn)業(yè)。石油從勘探、開(kāi)采、集輸?shù)皆头蛛x處理等，幾乎每一步都需要應(yīng)對(duì)腐蝕預(yù)防的問(wèn)題，設(shè)備腐蝕不僅會(huì)造成社會(huì)經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)安全、環(huán)境污染等障礙性問(wèn)題，同時(shí)也會(huì)危害人身安全，是當(dāng)前制約石油產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要原因；結(jié)合大慶油田的實(shí)例，積極在同行業(yè)中開(kāi)展集輸系統(tǒng)防腐蝕措施十分必要。

［1］宋延平.油田集輸腐蝕防護(hù)研究［J］.化工管理，2013，20：168.

［2］王勇，李洋，孫世斌，盧智博，張旭昀，畢鳳琴.大慶喇嘛甸油田摻水集輸管線(xiàn)腐蝕機(jī)理及防護(hù)措施［J］.化工機(jī)械，2014，02：236-239+256+266.

［3］張海兵.油氣田集輸系統(tǒng)內(nèi)腐蝕研究與防護(hù)［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2011，05：22-24.

［4］李雙林，趙重石，王海秋.大慶油田地面設(shè)施腐蝕與防護(hù)系統(tǒng)調(diào)查［J］.油氣田地面工程，2005，10：46.

［5］高亞楠，關(guān)建慶，李懷慶，張勇，黃雪松，袁英同.采油集輸系統(tǒng)腐蝕防護(hù)技術(shù)研究［J］.石油化工腐蝕與防護(hù)，2005，01：23-24+ 41.