新疆某油田單井輸油管道安全管理與隱患治理研究

秦志剛劉芬

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司采油三廠，新疆輪臺841604）

新疆某油田單井輸油管道安全管理與隱患治理研究

秦志剛劉芬

（中國石油化工股份有限公司西北油田分公司采油三廠，新疆輪臺841604）

新疆某油田的使用時間較長，因為自然環境的原因，管道發生了腐蝕，管道泄漏現象比較嚴重。通過實施單井輸油管線修復治理新工藝應用、應用強制電流陰極保護系統等手段，做好管道安全管理隱患治理工作，有效、快速地將管道刺漏引發的環境污染風險降至最低，減少因管道泄漏造成國家自然資源浪費，避免釀成重大事故。

輸油管道；管道刺漏；管理

輸油管線安全管理對能源企業特別是石油企業來說尤為重要。近年來，隨著新疆某油田單井輸油管線使用壽命逐年增加，管道刺漏事故頻繁發生，造成環境污染事件。隨著新的《中華人民共和國環境保護法》于2015年1月1日起實施，地方政府相繼出臺了相關管理條例，以科技為支撐的環保措施有待盡快實施。單井輸油管道發生泄漏會造成很多消極影響，最為明顯的就是資源浪費。

1 關于油田單井輸油管道

1.1 油田輸油管線現狀

新疆某油田所在位置是塔里木盆地附近，這一油田是典型的超深、超稠、高溫、高鹽、高硫化氫油田。產出原油以稠油為主，密度在0.811 5～1.022 9g/cm3，產出流體含CO2和H2S等腐蝕性氣體，CO2平均含量為1.25%～8.64%，H2S平均含量范圍在157～26 000mg/m3。產出水礦化度高達20×104mg/L，Cl-含量可高達10×104mg/L，pH為5～6，成弱酸性。根據碳酸鹽巖油藏儲集空間中的縫洞發育所具有的特點可知，部分油田采用的增加產量的方式有一種是利用單井注水替油。這種方式應用的油井屬于常見的生產井，又可以被稱之為注水井。單井的管線內部流體中存在很高的含水量。所以，單井管線會受到這些因素的影響發生腐蝕，或者腐蝕情況進一步惡化［1］。

1.2 油田輸油管線腐蝕穿孔現狀

油田8區、10區南、托甫臺區2011-2015年集輸系統共發生腐蝕穿孔318起，占各類腐蝕穿孔總數的61.87%；站內管線共發生腐蝕穿孔122起，占腐蝕穿孔總數的23.74%。集輸系統管線在2011年以來的逐步治理中得到了有效控制，但站內管線刺漏情況逐年遞增。

1.3 輸油管線腐蝕穿孔污染現狀

由于管線較多、管線刺漏頻繁，井位分布點多線長面廣，依靠人工巡線險情發現滯后，泄漏事件的預警及漏點位置預測技術手段自動化程度低。管道穿越草場胡楊林保護帶、棉田、水域情況多，一旦發生泄漏，易造成生態污染，且棉田水域等敏感地帶治理難度大，原油泄漏在水面（冰層）迅速擴散，短時間內會形成大面積污染，涉水區域道路松軟，機械進入必須先進行修路，治理需先抽水后再進行油泥處理，工序復雜，工作量大，且成本高，治理不徹底，且存在原油上返現象，周邊生態植被無法恢復，同時面臨地方環保、林業、草場行政部門行政處罰［2］。

2 油田單井輸油管道刺漏隱患機理研究

2.1 關于硫化氫的腐蝕

硫化氫是具有較強腐蝕性的化學物，其會引發其他很多不同類型的腐蝕。比如，在實際生活中常見的氫脆現象，或者是比較常見的硫化物應力腐蝕破裂等情況。硫化氫中的氫會滲透到鋼材中，從而導致鋼材的強硬度發生變化，嚴重的情況就是造成鋼材變形，或者導致鋼材的韌性降低。不僅如此，其還會使鋼材的內部發生很嚴重的變化，如產生微裂紋，使鋼材的脆性增強。而硫化物應力這種腐蝕性的破裂則主要是指鋼材在拉應力或者是殘余的張應力的作用下發生微裂或者破裂的過程［3］。

2.2 關于二氧化碳腐蝕

二氧化碳這種腐蝕介質經常會出現在非硫油氣田中。從二氧化碳的化學性質可知，其只有與水相遇時，才會產生腐蝕作用。此外，如果二氧化碳遇到了游離水時，就會形成碳酸，這種碳酸會導致水的酸性增強，對鋼材具有強腐蝕性。不僅如此，低分子量中存在一部分的有機酸，這部分有機酸同樣會造成鋼材腐蝕，如常見的醋酸。這種有機酸在非硫油氣田中出現的可能性比較低。

2.3 關于油田水的腐蝕

油田地層水的平均密度、油田地層水的礦化度、CI含量及pH值和屬CaCI2型水性、水的硬度都會影響油田水的腐蝕性質。通常，在實踐中，人們把油田水稱為一種具有高鹽度、高硬度、高腐蝕性的鹵水。在實際操作中，會根據這些性質特點將其分為五個等級，這五個等級分別是無水期，低、中、高含水期和特高含水期。從含水變化情況可知，油田的含水呈現出一種逐漸擴大的趨勢。

3 管線修復治理新工藝的應用

3.1 內穿插修復工藝的應用

12138081142713高密度聚乙烯（HDPE）內穿插修復工藝作為一種管道在線修復技術，將其金屬管的力學性能與非金屬管的耐蝕性能相結合，應用于多條地面金屬管線的修復中，有效提高了管線的防腐蝕性能。內穿插修復是在原金屬管線（主管道）內插入一條高密度聚乙烯管（HDPE/HT-PO）。此技術可修復穿孔孔徑≤4cm×4cm、鋼鐵骨架存在、彎頭較少、耐壓強度等級不變的管線。

3.2 采取強制電流陰極保護措施

這種措施主要是通過利用外加電流負極的作用將其與被保護的金屬連接起來，利用外部電源提供保護作用，這種方法有一個很明顯的特點：能夠降低金屬如鋼材的腐蝕速率。這種外部電源可以借助陽極將存在的保護電流引入到地下來，然后利用土壤的性能為金屬增加一種保護層。當然，需要注意的是，在金屬仍然為陰極，且表面始終僅發生還原反應時，可以起到控制腐蝕的作用。

通過對運行中的集輸管線施加陰極極化電流，使被保護管線的電位達到適當值。目前，部分恒電位儀在運行中，將重點管線應用于強制電流陰極保護系統。

3.3 音波測漏技術先導性試驗

理論和實踐都表明，音波信號的大小基本上與泄漏孔徑成正比，與管徑成反比，與檢測點的壓力成正比。管道泄漏監測系統需要根據采集到的壓力信號序列，實時分析壓力信號的變化趨勢，實時判斷管道是處于正常運行狀態還處于故障狀態。

依據“區域性、系統性、代表性”的原則，在TP-1至10-2管線中進行音波在線傳感技術試驗，管線刺漏點直徑大于3mm時，監測網絡可在60s內準確定位，且定位誤差小于50m，實驗效果良好。目前，試驗報告已上報計劃處和工程院，計劃由工程院牽頭綜合各單位試驗結果進行管道泄漏監測技術和測試結果的論證。

4 結語

油田通過在單井輸油管道的腐蝕機理的逐步探索，通過實施單井輸油管線修復治理新工藝應用、應用強制電流陰極保護系統等手段，做好單井輸油管線安全管理隱患治理工作。在現有的單井輸油管道安全管理模式下，管道刺漏管理工作取得了明顯效果，改善了油田的安全環境，降低了單井輸油管道刺漏所造成的經濟損失，有效控制了環境污染。

［1］劉高倫.塔河油田油氣集輸管網腐蝕現狀及防腐技術的研究與應用［J］.全面腐蝕控制，2010（9）：17-24.

［2］戰征，蔡奇峰，湯晟，等.塔河油田腐蝕原因分析與防護對策［J］.腐蝕科學與防護技術，2008（2）：152-154.

［3］葛鵬莉.內穿插修復技術在塔河油田的應用［J］.腐蝕與防護，2014（4）：384-386.

Study on Safety Management and Hidden Trouble Control of Single Well Pipeline in Xinjiang Oilfield

Qin ZhigangLiu Fen
（The Three Oil Production Plant of China Petroleum Chemical Co.，Luntai Xinjiang 841604）

Oil pipeline safety management of enterprises,especially for energy companies,in the daily production safety management,has become increasingly important in recent years,with the single well pipeline of in certain oil?field in Xinjiang increasing year by year,the service life of pipeline leakage accidents,environmental pollution event. As the new"environmental protection law of the People's Republic of China on January 1,2015,in the implementa?tion,then publish relevant management regulations of local government,supported by science and technology of envi?ronmental protection measures to be implemented as soon as possible,bring new challenges to environmental manage?ment,single well pipeline leakage affect normal production,caused a great deal of energy waste and serious environ?mental pollution and the huge life and property losses.

petroleum pipeline；duct puncture；administration

TE38

A

1003-5168（2017）08-0132-02

2017-07-02

秦志剛（1986-），男，本科，助理工程師，研究方向：油田污染治理；劉芬（1987-），女，本科，研究方向：油田污染治理。