酸性氣田集輸管材的選用

朱景義 趙海燕 巴璽立 李志彪 潘力

（1.中國(guó)石油天然氣股份有限公司規(guī)劃總院；2.中國(guó)石油集團(tuán)工程有限公司北京項(xiàng)目管理分公司）

0 引言

氣田集輸采用氣液混輸工藝能夠簡(jiǎn)化地面集輸工藝流程、減少管材投資、降低管理費(fèi)用［1］。但是，采用氣液混輸工藝的酸性氣田在實(shí)際運(yùn)行中，由于碳鋼管道腐蝕較為嚴(yán)重，造成壁厚減薄、強(qiáng)度減弱，繼而引發(fā)管道穿孔或爆管事件，嚴(yán)重影響了正常生產(chǎn)，且存在較大安全隱患。

1 腐蝕機(jī)理和管道失效情況

目前，氣田集輸管道以碳鋼管為主。酸性氣田在氣液混輸工況下，H2S或 CO2溶于水形成弱酸，引起碳鋼管道較為嚴(yán)重的腐蝕。其中，H2S腐蝕為電化學(xué)腐蝕、氫致開(kāi)裂和硫化物應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂，典型特征是局部腐蝕；CO2腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕和局部電偶腐蝕，典型特征是均勻腐蝕和局部腐蝕。此外，C1-會(huì)促進(jìn)局部腐蝕，使腐蝕向管材基體縱深發(fā)展而形成氯化物點(diǎn)蝕，最終導(dǎo)致管道穿孔。影響H2S、CO2和C1-腐蝕速率的主要因素有介質(zhì)pH值、介質(zhì)溫度、H2S分壓、CO2分壓、C1-濃度和管道流速等。

酸性氣田氣液混輸管道運(yùn)行工況往往較為復(fù)雜，如，在塔里木油田牙哈、迪那、克深和塔中等區(qū)塊，氣井高壓高產(chǎn)，井流物普遍含 CO2，部分區(qū)塊含有H2S，C1-濃度大部分在10×104mg/L以上，部分井井口溫度高達(dá)90 ℃。此類(lèi)極端苛刻的氣質(zhì)條件和集輸工況，對(duì)集輸管道材質(zhì)的適用性提出了極高的要求。部分區(qū)塊選用的碳鋼管道多次出現(xiàn)失效事件，表現(xiàn)出一定的不適用性，突出表現(xiàn)為 CO2腐蝕失效。……