魯克沁油田控制管線腐蝕增量的措施及效果評價

華澤北

（吐哈油田公司魯克沁采油廠，新疆吐魯番 838200）

魯克沁油田控制管線腐蝕增量的措施及效果評價

華澤北

（吐哈油田公司魯克沁采油廠，新疆吐魯番 838200）

魯克沁采油廠自成立以來沒有對集輸管線腐蝕穿孔的機理及影響因素進行過系統地研究，但隨著油田含水逐步上升和采出水回注區塊不斷擴大，管道內腐蝕速率逐漸加快，地面管網內腐蝕加劇，導致管線腐蝕破損頻繁，嚴重影響油田正常生產。

油田控制管線；腐蝕；措施；效果評價

2016年至今，魯克沁采油廠發生原油集輸管線腐蝕泄漏（包括單井稀油管線、單井混合油管線及集輸匯管、計量閥組）情況共計800余次。上述泄漏直接造成原油損失1 205m3，因搶險補漏時停井造成產量損失1 137m3，按魯克沁采油廠混合油綜合含水60.2%進行計算，管線泄漏造成的產量損失為：（1 205+1 137）×0.602×0.89=1 254.80t；參考油田應急搶險定額預算，2016年至今因處理管線泄漏產生的應急搶險直接費用約為490萬元。

管線的頻繁泄漏不僅造成大量原油損失，增加巨額管線搶險維修成本費用，而且還嚴重影響采油廠原油正常生產運行。目前，原油集輸管線腐蝕泄露已經成為制約采油廠原油正常、穩定生產運行的重要因素。如何減少和防治原油集輸管線腐蝕泄漏是魯克沁采油廠急需解決的問題。

1 管道腐蝕的原因分析

工程技術研究院對魯克沁采油廠集輸管道進行了現場腐蝕狀況調查，采用失重法在實驗室內測試油田現場管道用鋼的腐蝕影響因素，分析各個因素對管線腐蝕的影響。

實驗掛片使用20#鋼，取自魯克沁油田集輸管道，實驗介質取自魯克沁區域混合油，其中采出水顯弱酸性，油的含鹽量較高，混合液含水量高達65%。失重法是測試腐蝕最簡單的方法，但也最能反映真實腐蝕情況的方法，實驗人員通過控制單一變量的方式，分別研究了不同溫度、介質流速對掛片腐蝕速率的影響，實驗原理圖及實驗結果分析表如下：

圖1 失重實驗儀器

最終得出結論為：

隨著介質流動速度的增大，腐蝕速率也明顯增大，當介質流速超過2m/s的時候，掛片的腐蝕速率趨于平穩。腐蝕速率隨著溫度上升迅速增大，超過60℃時腐蝕速率明顯下降。

表1 不同溫度和介質流速下20#掛片腐蝕速率

從采油廠各采油工區分別選擇三條單井混合油工藝管線讀取參數，算出平均值，列表如下：

表2 魯克沁單井混合油管線運行參數

從上表可以看出，采油廠混合油單井管線運行時各項參數均在實驗結果管線腐蝕曲線上升段且接近波峰的位置。

同時，應當意識到，魯克沁區域地層水礦化度高、硬度大、氯離子含量高達50 000mg/L、總體水型為CaCl2，腐蝕特點主要表現為以氯離子為主的點蝕。

孔內主要發生陽極溶解反應為：Fe→Fe2++2e；

孔外在中性和弱堿性條件下發生的主要反應為：1/2O2+ H2O+2e→2OH-。管線內腐蝕及原理見圖2。

圖2 管線內腐蝕及原理圖

綜上所述：在管道固有介質屬性和電化學腐蝕的綜合影響下，20#鋼材質的工藝管線隨著使用年限的增加發生腐蝕現象在所難免?？刂乒芫€腐蝕增量的有效解決辦法如下：

（1）應用最新的管線內防腐技術；

（2）試用新材質工藝管線逐步對老管線進行更換。

2 控制管線腐蝕增量的措施

2.1 管道內防腐技術的應用

2.1.1 無溶劑液體環氧管道內防腐技術

2016年5 月，采油廠對對在建的東一區拉油站D159混合油匯管進無溶劑液體環氧材料內防腐試驗，管線全長6km。

施工時首先根據管道面積計算每次涂敷所用涂料量及組分配比，使用通球工藝，首先在管道內注入一個球體，將內防涂料灌入管道，在末端繼續追加一個球體，兩個球體之間形成密閉空間，使涂料在球體間隨球體進行移動，形成簡易涂敷器。用壓縮空氣推動涂敷器在管道內均勻行進，速度控制在3～5m/s，單層涂敷厚度控制在300～350μm，經過多次涂敷達到設計厚度。隨后進行3～7d的常溫固化，內防效果良好。

試驗成功后，采油廠又于同年10月份對西區閥組生產匯管采用相同工藝進行進一步驗證，試驗最終以失敗告終，管線內涂層脫落現象嚴重。對第二次試驗的失敗，采油廠進行了失敗案例分析，經過細致總結，無溶劑液體環氧管道內防腐技術在魯克沁采油廠應用效果評價如下：

（1）在油田公司范圍內不具備配套的管線噴砂除銹工藝：該技術對管道內壁平整度有著極高的要求，其配套的噴砂除銹工藝是使用空氣壓縮機在一定壓力下將石英砂吹入管道，使砂粒在壓縮空氣驅動下做高速無規則運動，在管線內壁產生高頻撞擊與摩擦，經過一段時間，清除掉管道內的鐵銹，使基材表面達到Sa2.5的要求。但受當地條件所限，無法按照此要求對管線內壁進行處理，施工步驟的跨越直接導致第二次試驗的失敗。

（2）魯克沁西區管線路由高程變化較大，因施工管線過長，涂敷需要多次翻越，上坡和下坡過程中，由于壓縮空氣無法適時調節球體行進速度，使管線內壁涂敷不均。

（3）該工藝受溫度條件限制，無溶劑液體環氧材料內防腐技術適宜施工溫度為0～40℃，溫度低于0℃時會影響涂層固化，進而影響防腐質量，魯克沁油田在10月末夜間氣溫達到零度以下，因此，該工藝不能滿足冬季生產現場要求。

綜合考慮，該工藝施工時間長，施工成本高，且受技術、地形及溫度條件限制，不建議在采油廠推廣使用。

2.1.2 內襯超高分子聚乙烯管道內襯技術

采油廠于2016年11月對西區玉16-7單井稀油管線進行了內襯超高分子聚乙烯管道內襯試驗。

內襯管采用超高分子聚乙烯材料，內襯管在車間生產時不間斷纏繞在滾筒上，單根長度一般為200～500m，將內襯管滾筒裝運到施工現場，用專用支架支撐起滾筒以方便轉動釋放內襯管。內襯管道末端安裝牽引機，前端安裝縮徑機，滾筒上的內襯管經過縮徑機壓縮直徑減小后，經牽引機的鋼絲繩拉入管道內，拉入管道的內襯管經過空氣或水加壓膨脹緊貼在鋼管內壁上，管道兩端將內襯管翻邊封口，形成內防腐層。

玉16-7單井管線長度200m，該試驗從實施到結束卻歷時整整3個月時間，條件適應性極差。究其原因是施工方案過于理想化，玉16-7稀油管線從投產至今已歷時3a時間，管線內壁存在雜質沉積及結蠟現象，且彎頭及其他附件連接處在管線內壁可能存在焊疤，內襯穿越的施工難度極大。

該項技術步驟繁瑣，施工時間長，施工條件苛刻。不適用于采油廠單井管線防腐。

2.2 柔性復合高壓輸送管的應用

柔性復合管是一種由高分子復合材料制成的具有高強度、高壓力、耐腐蝕、摩阻系數小、保溫性好、柔性好、壽命長等優特性的石油天然氣工業用管材。其結構由里至外由芯管、增強層、外包層組成。

柔性復合管參數如下表：

表3 柔性復合管參數

新建單井管線均采用40mm厚復合硅酸鹽卷氈保溫，保溫層外做一油一布一膜防水處理埋地敷設，埋設深度1.5m。管道連接采用電熔連接方式，與鋼管及設備轉換采用電熔式法蘭連接過渡，連接部位的焊接由材料廠家提供專用工具并指導施工單位完成。

根據魯克沁采油廠提供的熱洗參數，單井混合油管道熱洗時將參數控制如下：

表4 柔性復合管熱洗條件

魯克沁采油廠于2016年起開始使用柔性復合管進行單井混合油管線施工試驗，先后在玉東平19、玉東平20、玉東平21、玉東平23、魯平25、玉東4-22 6口單井上使用，截至目前為止管線運行正常，未發生一次泄漏。該項舉措在后續施工中得以推廣使用。

柔性高壓輸送管的效果評價如下：

（1）柔性管可以彎曲，減少了鋼管施工的焊接、探傷、補口、防腐等施工工序，節約單井施工時間；

（2）鋼制管線采購及安裝費用比柔性復合管要高出25%以上，采用柔性復合管可以節省費用。

（3）管線可有效抑制管線腐蝕增量，建議推廣使用。

[1] 師嘯.吐哈油田魯克沁采油廠：稠油摻稀實現精確混摻[J].國企管理，2015，（12）：23.

[2] 柯建興.模式化鉆井技術在魯克沁油田規模化應用[J].中國科技縱橫，2014，（9）：181-182.

Measures and Effect Evaluation of Increasing Corrosion Increasing of Control Pipeline in Lukeqin Oilfield

Hua Ze-bei

The mechanism and inf l uencing factors of the corrosion perforation of the pipeline have not been systematically studied since the establishment of the Luqqin oil recovery plant. However, with the gradual increase of the oil fi eld and the continuous expansion of the water recovery section, the corrosion rate gradually accelerated, the ground pipe network corrosion intensif i ed, leading to frequent corrosion of pipeline corrosion, seriously affecting the normal production of oil fi elds.

oil fi eld control pipeline；corrosion；measure；effect evaluation

TE973.6

：B

：1003–6490（2017）04–0029–02