石油管道與設備腐蝕問題的研究與治理

蔡偉 朱博(長慶油田第四采油廠， 陜西 靖邊 718500)

石油管道與設備腐蝕問題的研究與治理

蔡偉 朱博(長慶油田第四采油廠， 陜西 靖邊 718500)

中五增站屬于長慶油田第四采油廠艾家灣作業區中一計量接轉站中心站，位于陜西省靖邊縣大路溝鄉大界村，主要開采層位為大路溝一區東北部長22區，于2012年投入開發，由于采出液腐蝕性強，造成中五增站內管線、設備、站外管線腐蝕破漏嚴重，影響正常生產運行，并存在較大安全環保隱患，本文通過對中五增腐蝕機理研究，制定治理對策，有效延長中五增腐蝕周期。

腐蝕；原因分析；治理對策

1 油田管道腐蝕的原因及危害

在油田管道的輸送過程中，由于石油等介質會造成管道的腐蝕、穿孔及泄漏，給企業帶來嚴重的經濟損失的同時，也會給社會環境和公共安全帶來嚴重危害。所以，管道的防腐蝕工藝技術越來越受到油田企業及社會各界的關注。

2 腐蝕現狀

(1)生產現狀 大路溝一區東北部長22區，流程井組8個，目前油井開井32口，日產液283．25m3，日產油42t，綜合含水82．3%。

(2)腐蝕現狀 中五增集油系統于2012年投用，2014年發生站內管網破漏8次，外輸管線年破漏30余次(2次造成全廠搶險)；2015年實施全線更換后(實施HCC內襯防腐)，站內管網僅4個月發生腐蝕破漏(未內涂)，通過站內流量計葉輪腐蝕情況觀察，平均15天腐蝕損壞，導致計量誤差大，外輸泵平均每月更換一次定子和轉子。

3 原因分析

在石油開采和輸送的過程中，腐燭造成管道和設備的破損，需要投入大量的財力和物力來控制腐蝕。石油開采過程中油井采出液中含有不同腐燭介質，油井采出液經三相分離器處理，采出液和采出水具有較強的腐蝕性，直接影響了原油的生產及安全。目前大路溝一區為二次采油，是通過注水或注氣提高油層壓力來采油，注水的過程就使得原油含水率增加，形成水包油形式，腐蝕較為嚴重，采出水中的硫化物、游離電子、礦化度、硫酸鹽還原菌等腐蝕介質含量偏高，大部分油井已見采出水，導致采出液腐蝕嚴重。

金屬與環境組分的化學反應而引起金屬表面破壞的過程稱之為金屬腐蝕。由于油田使用的金屬管道和設備的材料是碳鋼，當采出液和采出水中含有大量的溶解性氣體時，碳鋼被腐蝕，使金屬材料鋼性和強度降低，以致破損。實際上，碳鋼的腐蝕是非常復雜的，不僅有溶解性氣體腐蝕，還有細菌腐蝕、垢下腐蝕及電化學腐蝕等。其中，細菌腐蝕在二次采油過程中較為突出。采出液礦化度高，H2S、CO2、Cl-含量高及細菌數量多等特點，這些因素及其相互作用使得腐蝕情況日趨嚴重。

4 治理對策

(1)物理防腐 2015年6月將中五增至集輸站外輸管線全線更換，并進行HCC內襯防腐，至今未發生破漏，2016年11月站內綜合改造，已新鋪設臨時流程管線，舊管線吹掃停用。

(2)化學防腐 在集輸站設備投加緩燭劑是場站設備腐蝕最常見、最有效的方法之一。緩蝕劑可以看做是一種“涂層”，能在金屬表面形成一層膜。加藥防腐是一種經濟實惠、快速防腐的有效方法，藥劑的作用保護了集輸管線和設備正常運行。

通過對已經投加成熟的各類緩蝕劑進行篩選，2015年投加季銨鹽類金屬緩蝕劑MH-66，投加2月后效果不明顯，腐蝕問題依然嚴重。

最終決定在中五增現場連續投加AD43-1型緩蝕劑。AD43-1型緩蝕劑pH值9-10，主劑型為咪哇啉，是由含氮長鏈化合物、烷基磷酸酯及含羧基螯合物等組成，水溶性良好，其中含氮化合物可在金屬表面形成與鐵離子配位的絡合層，阻礙水中鹽類釋放的陰陽離子對鋼鐵的腐蝕。

2015年在中五增投加AD43-1緩蝕阻垢劑，濃度20-100ppm，通過不斷摸索，發現加藥濃度達到50ppm后，腐蝕速率達到最低且變化不再明顯，最終確定加藥濃度為50ppm。

緩蝕劑投加濃度與緩蝕效果評價圖

中五增掛片實驗情況統計表

5 幾點認識

通過對中五增腐蝕問題治理，取得明顯效果，腐蝕周期延長至5-7個月，并消減安全環保隱患，證明添加緩蝕劑能有效延長腐蝕周期。

2016年底，大路溝一區2014年東部產建區中七增也已出現站內腐蝕現象，通過對中五增腐蝕問題治理情況，決定在中七增實施現場連續投加AD43-1緩蝕劑，及時扼制腐蝕問題。

隨大路溝一區開采時間延長，進入油田開發后期，腐蝕問題是避免不了的，要想從根本上緩解腐蝕問題，還需從注入水水質入手，如何提高大路溝一區注入水水質將是艾家灣作業區下一步研究的重點課題。