腰英臺油田地面系統管線腐蝕穿孔原因及對策

邵立民

(中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林 長春 130062)

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腰英臺油田地面系統管線腐蝕穿孔原因及對策

邵立民

(中國石油化工股份有限公司東北油氣分公司，吉林 長春 130062)

隨著腰英臺油田的不斷開發，地面管線的腐蝕穿孔日益嚴重，每年穿孔維修費用達到數百萬元。根據腰英臺油田腐蝕特征，分別從注入水水質、注入方式、設備和管線材質等方面研究，綜合分析腰英臺油田高頻次腐蝕穿孔的原因，找出腐蝕穿孔主要因為水質達標率低、管線老化、管線內CO2含量高等因素所致。針對以上問題采取了聯合站設備檢修，形成了加藥制度、定期清洗及維護等措施,逐步優化注水系統流程，提高注水水質達標率；在管線性能方面有計劃地更換管線并提高管材防腐蝕級別，來延緩沿程腐蝕穿孔問題。經過2 a改造和運行，集油管線穿孔次數降低了36.6%，摻水管線穿孔次數降低了73.8%，節約維修費近300×104RMB￥，經濟效益明顯。

腰英臺油田 腐蝕穿孔 水質 硫酸鹽還原菌

隨著石油開采量的日益增大, 管道的腐蝕穿孔越來越受到重視。腰英臺油田單井進輸油系統管線總計333條，約 69 km，集油管線材質有DN50玻璃鋼管和鋼管兩種,其中鋼管管線總長約4 150 m；單井摻水管線總計120條，約 35.8 km，摻水管線材質有DN40玻璃鋼管和鋼管兩種，鋼管管線總長約2 850 m；聯合站院墻外集油干線5條，摻水干線4條；中轉站集油管線4條。據統計，腰英臺油田近3 a穿孔總數達1 090次，穿孔覆蓋了集油、注水、摻水、蒸汽伴熱、污水處理設備、計量分離器等各種管線設備。管線穿孔不但影響了正常生產，而且統計近3 a由于腐蝕穿孔產生的維修費用已超過800×104RMB￥，因此預防和治理管線的腐蝕穿孔是非常重要的。

1 地面管線腐蝕穿孔原因分析

腰英臺油田從油水井、集輸管線、處理站設備等各方面腐蝕表征看，均表現為局部腐蝕特征，考慮腰英臺油田油藏地質特征、流體特征、集輸系統和污水處理系統等情況，分析腰英臺油田腐蝕穿孔基本機理為電化學腐蝕。

1.1 硫酸鹽還原菌腐蝕

統計2014年腰英臺油田水質監測數據[1-2]，見表1。根據檢測，表明侵蝕性CO2未檢出。從表1數據可以看出，一、二季度硫酸鹽還原菌及固體懸浮物含量均嚴重超標。油田集輸系統中大量硫酸鹽還原菌(SRB)的繁殖可使系統H2S 含量增加，腐蝕產物中有黑色的FeS存在，水質明顯惡化、變黑、發臭，不僅使設備、管道遭受嚴重腐蝕，而且還可能把雜質引入油品中，使其性能變壞。同時FeS和Fe(OH)2等腐蝕產物還會與水中成垢離子共同沉積成污垢而造成管道的堵塞。

如DB22/25井區計量間摻水管匯排，摻水管線規格為DN25，由于長期摻三相分離出的污水、SRB含量更高，在新換計量排管線使用1 a不到時間已經發生垢堵死管線的現狀，導致水摻不進，影響生產集輸。

1.2 CO2腐蝕

2013—2014年，統計腰英臺油田腰西區塊共穿孔52處，集中出現在腰西CO2驅試驗區，腰英臺腰西井區單井管線為DN50鋼管線，干線為DN150鋼管，穿孔主要表現為單井油管線、注水管線、加熱爐，計量分離器等腐蝕穿孔，其中注水管線頻繁穿孔位置均主要靠近CO2驅試驗區配注區域。

1.3 清污混注導致腐蝕

注水系統的腐蝕與注入水水質密切相關，注清水時腐蝕性最弱，原因是清水中Cl-少，不易產生局部腐蝕；處理后污水中摻入清水，易促進SRB 的繁殖，礦化度在1×104～5×104mg/L 時SRB 最易繁殖[3]。由于腰英臺油田聯合站污水處理量不夠及污水處理工藝的需要，注水用水經常補充清水；清水中氧含量超標，導致注水罐水質檢測不合格，注水水質不達標，造成注水系統管線腐蝕。2014年二季度監測腰英臺油田注入水礦化度為12 917.33 mg/L, pH值為7，水組(亞組)為Cl-(Na+)，水型為NaHCO3，屬SRB易存活繁殖區間。聯合站污水外輸二季度水質分析見表2。

表1 聯合站外輸注水水質分析

表2 聯合站污水外輸二季度水質分析

1.4 焊接引起的腐蝕

通過現場調研發現，腰英臺油田注水管線的腐蝕穿孔多發生在焊縫及其附近，結垢的管線也發現本體穿孔。

焊縫處穿孔往往與焊接工藝有關。現場焊接因施工條件限制，焊縫易存在缺陷。如氣孔是管道焊接中最常見的缺陷，其中產生的原因多是因為在現場露天條件下，管口不干凈，有水分、泥砂和鐵銹等。焊接時產生H2和O2留在焊縫中形成氣孔，另外焊條潮濕時，焊條中的水分也會形成氣孔。在焊縫氣孔處易誘發點蝕源，形成閉塞電池，由于閉塞電池的自催化酸化作用，焊縫可很快穿孔[4-5]。

1.5 設備的腐蝕

聯合站是進行油、氣、水三相分離、處理的場所，站內腐蝕嚴重的地方主要是水系統。油系統的腐蝕也主要是存在水相的部位，如三相分離器底部焊縫附近，放水管線，油罐的底部、頂部，加熱盤管等。

摻水罐蒸汽盤管：蒸汽盤管長期泡在未處理的污水當中，溫度適宜，且污泥常沒過底部蒸汽盤管適宜生長，造成垢下腐蝕。

水含量高油罐：罐底腐蝕主要是罐底污泥中含有大量SRB 造成的，油田含油污水礦化度高，含有溶解氧、硫化氫、二氧化碳和細菌等，對油田污水處理及回注污水的注水系統的鋼管線及設施普遍存在著腐蝕現象

2 采取的措施及應用效果

2.1 采取的措施

(1)采用非金屬管。腰英臺油田在2013—2014年2 a時間內，進行了多處改造。在DB22/25井區采用了連續復合管將油單井至計量間管線全部更換。在其它井區采用了玻璃鋼管代替原20號碳鋼管線。目前，腰東南、腰東北、22/25井區、腰北的注水、摻水、油管線均已更換成非金屬管線。

(2)更換井口、管線、閘門。在腰英臺油田井區，將199口油井井口全部更新，對28口注水井井口進行了更新。對全井區66座閥池內閘門及管線進行更換，對聯合站內全部蒸汽管線進行了無縫鋼管更換。

(3)加藥措施。 在摻水端，聯合站摻水泵入口處加入JH-305-01型緩蝕阻垢劑，大大減小摻水管線的腐蝕；同時在計量間實時加入JH-305-01型緩蝕阻垢劑，減少集輸管線腐蝕。

(4)聯合站污水處理設備檢修、更新、加強藥洗，保證水質合格率。聯合站污水處理為微生物加超濾膜，目前已經使用了7 a以上，表面看水質比較清澈，但由于設備老化，已不能滿足處理水的水質要求。2012—2014年對聯合站1號和2號除油罐進行了清污，對1號反應池進行了清污檢修，加強了除油罐出水及膜處理出水的水質檢測，使得除油罐出口油的質量濃度控制在100 mg/L以下。對膜處理老舊膜管進行了更換，加強了酸堿氯對膜管的清洗。

(5)加強油田管線、容器的防腐蝕。管線、容器內防護常用涂層材料，金屬管線和容器最常用的是液體涂料，其次是采用玻璃鋼防腐蝕。如腰英臺聯合站卸油地罐更換后采用涂料防腐蝕，7號儲油罐清污后用玻璃鋼防腐蝕。

在腰英臺新井投產中，鋼制管線全部采用的防腐蝕方法見表3。地面管線除銹后，刷樟丹底漆兩遍，再刷調和漆兩遍，埋地管線除銹后，外壁均采用特加強級環氧煤瀝青絕緣防腐處理。20號無縫鋼管保溫材料，采用玻璃絲棉材料保溫，厚度要求達到50 mm，參考SY/T0447—1996標準執行。地上管道刷漆顏色應符合SY/T0043—2006《油氣田地面管線和設備涂色規范》的要求。

表3 涂料防腐蝕層的結構和厚度

2.2 應用效果

經過2 a改造運行，集油管線穿孔從2013年172次下降至2014年109次，摻水管線穿孔從130次下降至34次，見表4。費用由2012年高于400×104RMB￥下降至2014年106×104RMB￥，經濟效益明顯。

表4 3種管線歷年穿孔次數 次

3 結 論

(1)腰英臺油田腐蝕穿孔主要表現為局部腐蝕特征，屬電化學腐蝕范疇。

(2)根據腰英臺油田腐蝕特征，分別從注入水水質、注入方式、設備和管線材質等方面研究，綜合分析腰英臺油田高頻次腐蝕穿孔的原因。

(3)針對研究及分析結果，現場進行了大規模整改工作，如通過對聯合站設備檢修，形成加藥制度、定期清洗及維護等措施逐步優化注水系統流程，提高注水水質達標率；并且在管線性能方面，有計劃地更換管線并提高管材防腐蝕級別，來改善沿程腐蝕穿孔問題。

(4)整改后，油田腐蝕穿孔問題得到明顯改善，并有效降低了生產成本。

[1] 候高文,常寶林,劉新全，等.非金屬材料在油田防腐中的應用[J].斷塊油氣田，1994，1(6):1-3.

[2] 張興儒.油田腐蝕狀況與腐蝕控制[J].腐蝕科學與防護技術，1989，1(2):1-5.

[3] 何智勇,谷壇,楊仲熙，等.西北某酸性油田腐蝕及防護措施分析[J].石油與天然氣化工，2008(3):240-242.

[4] 呂瑞典,薛有祥.油氣田腐蝕防護技術綜述[J].石油天然氣學報，2008(10):367-369.

[5] 李建忠,王海成,李寧.油氣田開發中二氧化碳腐蝕的危害與研究現狀[J].廣州化工，2011，39(21):21-23.

(編輯 寇岱清)

Causes of Corrosion Perforation of Ground System in Yaoyingtai Oil Field t and Countermeasures

ShaoLimin

(SINOPECNortheastOil&GasCompany,Jilin130062，China)

With continuous development of Yaoyingtai Oil Field, the corrosion perforation of the ground pipelines are becoming increasingly serious, and the maintenance cost has reached millions of dollars a year. According to the corrosion characteristics of Yaoyingtai Oil Field, the causes of high frequency corrosion perforation were analyzed by study of injection water quality, ways of water injection and material of equipment and piping, etc.. The culprits of corrosion perforation were found to be off-specification of water, aging of pipelines, high CO2inside the pipelines, etc.. In view of the above problems, joint station equipment maintenance was implemented, a dosing system was formed, and regular cleaning and maintenance measures were taken to gradually optimize the process of water injection system and improve the on-specification rate of water; In respect of pipeline performance, pipeline replacement is planned and pipe corrosion protection level is elevated to control the corrosion perforation. After two years’ revamping, the corrosion perforation times of oil gathering pipelines are reduced by 36.6%, and the corrosion perforation times of water mixing pipelines are lowered by 73.8%. Nearly 3.0 million Yuan (RMB) of maintenance costs is saved, and the economic benefit is obvious.

Yaoyingtai Oil Field, corrosion perforation, water quality, SRB

2016-03-03；修改稿收到日期：2016-05-19。

邵立民(1979-)，高級工程師，碩士，現在該公司工程技術管理部主要從事采油工程研究工作。E-mail：shaolimin2012@126.com