采油集輸管線結垢腐蝕的機理分析與保護

林強 劉杰 任豐坤 崔晉 程曉君

中國石化勝利油田技術檢測中心 山東東營 257000

在采油集輸管線的應用過程中，防止集輸管線出現(xiàn)結垢與腐蝕，不僅能夠提升傳輸工作開展的效率，也是保障傳輸產品品質的重要途徑之一[1]。

1 采油集輸管線結垢機理

眾所周知，石油存在的環(huán)境溫度和壓力都相對較高，而在原油開發(fā)的過程中，開采的溫度和輸送的溫度也相對較高。在另一方面，原油存在于巖石層較厚的區(qū)域中，使得原油中本身就存在一定量的碳酸鈣成分，在高溫的作用下，碳酸鈣將會產生反應，進而得到氧化鈣，在對原油進行集輸的過程中，碳酸鈣將附著于管道表面，從而出現(xiàn)嚴重的集輸管道結垢問題。

對于我國原油而言，我國原油具有較高的粘度，在部分地區(qū)開采原油的過程中，會采用加熱開采的方式，這使得碳酸鈣的反應速度加快，使得原油中氧化鈣的成分升高，同時，我國部分地區(qū)原油中的碳酸鈣含量也相對較高，這也是我國集輸管線較為容易出現(xiàn)結垢問題的主要原因。

2 現(xiàn)階段緩解結構現(xiàn)象的技術

2.1 接轉站分水

為了做好集輸管線的結垢預防控制工作，接轉站的分水可以說是最行之有效的方案之一。通過接轉站分水，能夠將結垢的原因消除，從而降低后續(xù)結垢的可能性。在處理過程中，接轉站分水能夠降低輸送中包含的鈣鎂離子，這些離子都是導致結垢問題發(fā)生的主要因素。在確保輸油過程安全的同時，還能夠有效降低污水處理的難度，對于緩解管線輸送壓力具有重要的作用[2]。

2.2 加藥防垢

阻垢劑在使用時也會存在一些問題與弊端，比如說在油田水的礦化度相對較高的情況下，可能會減少和降低處理的效果，而大多數油田使用的聚合物阻垢劑本身沒有嚴格的使用要求與標準，所以隨意使用的情況十分嚴重，可能會出現(xiàn)額外的水體污染，從而增加后期污水處理的難度與成本。另外，一些已經結垢的位置或者出現(xiàn)析出結晶情況的水體都無法采用加藥防垢的方法進行處理，所以該技術應用過程中具有較大的限制性。

2.3 磁防垢

磁防垢技術是一種新興的技術，其技術成本較低，只需要在每毫升三千毫克的水溶液中添加鹽即可有效降低出現(xiàn)結垢問題的情況。一般來說，含鹽量較低時，防垢的效果就越明顯，相對的，當鹽含量較高時，實際處理效果也會大打折扣。

2.4 除垢器

除垢器實際上就是對所有可以進行防垢處理設備的總稱，目前采用較為廣泛的是超聲波除垢器，該設備能夠通過降低無機鹽沉淀的方法來進行除垢。一般來說，這種處理技術在實際應用中必須在較長的管線中進行鋪設，成本較高且處理難度較大。后續(xù)出現(xiàn)了新型除垢設備，該設備可以將垢離子吸附在設備周邊從而降低管線中結垢的問題。

3 采油集輸管線腐蝕機理與保護策略分析

3.1 涂層保護

管線中使用涂層保護，是一種超前的保護策略，在石油集輸管線的內外管壁中涂抹一些防腐涂料，能夠降低管道壁因為受到腐蝕性的可能，促使其整體防腐效果得以提升。但是，在不同的情況下，根據介質存在類型的不同，腐蝕能力與實際的作用范圍也并不一樣，在實際的工作中使用這樣的方法有著非常大的難度。對采油集輸管線做好防滲透性能處理與抗腐蝕性能處理工作之后，就需要根據油田的不同情況，選擇出最為合適的適應性能好的涂料進行使用。

3.2 電化學保護

管線出現(xiàn)腐蝕，電化學因素也是非常重要的，電極電位對于腐蝕程度的影響是非常嚴重的，所以在金屬的外部還需要做好陰極極化與腐蝕程度處理工作的開展，實現(xiàn)對管線中電位的控制以及整體保護工作開展。

3.3 涂層與電化學聯(lián)合防護

在對管線使用涂料進行防護工作開展的同時，對于一些會裸露部分的保護并不是非常充足的情況，就需要配合性的使用電化學防護，對整體的施工工藝進行處理，促使其更加符合實際應用中的工況需求。在對一些腐蝕情況比較嚴重的管線中，需要將涂層與電化學聯(lián)合使用進行防護工作的開展，從而在優(yōu)勢上形成彼此的互補，更好的完成管線防護控制工作的開展[3]。

3.4 鋼材復合管線防護

鋼材復合管線防護技術的使用，是一種新型的針對于管線防護處理的方式，有效實現(xiàn)電化學腐蝕預防控制的技術類型，鋼材復合管線如圖1所示。

圖1 鋼材復合管線示意圖

針對于一些鹽堿地中常見的管線容易受到腐蝕的情況，這時候就需要使用自身有著較好較強抗腐蝕性的復合鋼材，對采油集輸管線進行鋪設，能夠從根本上降低管線受到腐蝕的可能性，并有效的延長了管線使用的壽命。

4 結語

通過以上分析可以發(fā)現(xiàn)，集輸管線的結垢及腐蝕問題將嚴重制約油田單位的進一步發(fā)展，也將嚴重威脅周圍工作人員的安全。引起結垢問題的原因較為簡單，主要是碳酸鈣的溶解所引起，最可行的方法就是通過電解法防止出現(xiàn)結垢問題，而引起集輸管線腐蝕的原因眾多，必須根據腐蝕問題出現(xiàn)的具體原因，分別采取多項措施，防止腐蝕問題威脅管線安全。