李占坤,孫 彪,王喜樂,王國瑞,寶音

(1. 中石化西北油田分公司,烏魯木齊 830011; 2. 新疆天普石油天然氣工程技術(shù)有限公司,輪臺(tái) 841600)

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塔河油田油氣集輸管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)狀及防腐蝕技術(shù)

李占坤1,孫 彪1,王喜樂1,王國瑞2,寶音2

(1. 中石化西北油田分公司,烏魯木齊 830011; 2. 新疆天普石油天然氣工程技術(shù)有限公司,輪臺(tái) 841600)

塔河油田在近幾年的開發(fā)過程中，采油設(shè)備及集輸管網(wǎng)受到極大的腐蝕破壞，嚴(yán)重影響油田的正常生產(chǎn)。通過對(duì)塔河油田已建地面管網(wǎng)系統(tǒng)的腐蝕監(jiān)測(cè)及油、氣、水分析，發(fā)現(xiàn)油井采出來的原油中含有大量的H2S,CO2以及高礦化度地層水等腐蝕性物質(zhì)，采取了添加化學(xué)劑防護(hù)、陰極保護(hù)法、管線集輸端點(diǎn)加藥技術(shù)和強(qiáng)化含油污水處理技術(shù)等防護(hù)措施，有效保障了油氣集輸管道的安全運(yùn)行。

塔河油田;腐蝕現(xiàn)狀;腐蝕機(jī)理;防腐蝕措施

2003年塔河油田從單井流程逐漸改為油氣集輸進(jìn)入聯(lián)合站進(jìn)行集中處理。油井生產(chǎn)出的原油含有大量的H2S、CO2以及油田水等其他雜質(zhì)，同時(shí)油田水含有大量的氯根和硫酸根離子等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，在油氣水混合集輸?shù)倪^程中對(duì)采油設(shè)備的腐蝕極大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在開發(fā)過程中，集輸管線因腐蝕穿孔多達(dá)150起，損失約八千萬元，嚴(yán)重影響原油的正常生產(chǎn)集輸，這些地面管線腐蝕的加劇大大降低了設(shè)備的使用壽命。因此深入研究塔河油田油氣集輸管網(wǎng)的腐蝕現(xiàn)狀，找準(zhǔn)其腐蝕機(jī)理，并找出相應(yīng)對(duì)策，維持油田的正常、安全生產(chǎn)，提高油田開發(fā)效率有著極其重大的意義[1-7]。

1 塔河油田概況及管網(wǎng)情況

1.1 塔河油田概況

塔河油田位于塔里木盆地沙雅隆起阿克庫勒凸起艾協(xié)克-桑塔木斷塊殘?jiān)辣承鄙?。主力油層為具有底水的奧陶系碳酸鹽巖溶縫洞型油藏。油藏中部深度5 600 m，原始?jí)毫?1.26 MPa，壓力系數(shù)1.1，溫度128 ℃，地溫梯度2.2 ℃/100 m，屬于深層、正常壓力系數(shù)、低溫重質(zhì)油藏。含有H2S油井占總井?dāng)?shù)的80%，其中高于100 mg/m3的油井占62 %，高于10 000 mg/m3的油井共計(jì)8口。地層水礦化度高(約20×104mg/L)，pH低(5.5～6.0)，呈弱酸性，且含有較高的H2S、CO2，腐蝕性強(qiáng)。

油田的原油密度和原油粘度橫向差異大，原油運(yùn)動(dòng)粘度平均為2 717.58 mm2·s，原油密度介于0.824 9～1.007 5 g/cm3之間，既有輕質(zhì)油、又有中質(zhì)油、重質(zhì)油。總體上原油密度分布從西南向東北逐漸變稠變重，由最西南、南部的原油密度小于0.86 g/cm3，過渡到6區(qū)西北部的1.0 g/cm3以上。目前，油井總井?dāng)?shù)為207口，正常生產(chǎn)井192口，間歇生產(chǎn)井15口。目前日產(chǎn)原油水平7 800 t/d，年生產(chǎn)原油2.85×107t，綜合含水22.84%。

1.2 塔河油田油氣集輸管網(wǎng)現(xiàn)狀

塔河油田地面油氣集輸工程采用二級(jí)布站方式，即單井-計(jì)轉(zhuǎn)站-聯(lián)合站。在工程建設(shè)上，采用了以自動(dòng)化為核心的配套新技術(shù)，油氣集輸充分利用地層能量，簡(jiǎn)化工藝流程，全過程采用單管密閉集輸技術(shù)，廣泛利用了高效的油氣處理設(shè)備，降耗節(jié)能。設(shè)備按流程布置，采用集散式自動(dòng)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了井站無人值守、定期巡檢的油區(qū)自動(dòng)化，形成了“小站計(jì)量接轉(zhuǎn)、大站集中處理”的局面。

塔河油田已建聯(lián)合處理站4座、污水處理站5座、天然氣處理站8座、油氣外輸首末站9座、計(jì)量接轉(zhuǎn)站53座，油氣集輸干線965 km，伴生氣天然氣輸送管道為78.52 km。

2 地面集輸管網(wǎng)腐蝕現(xiàn)狀

2.1 油氣集輸管網(wǎng)腐蝕標(biāo)準(zhǔn)

從2005年3月塔河油田開始展開管網(wǎng)腐蝕監(jiān)測(cè)，對(duì)各類數(shù)據(jù)進(jìn)行了匯總收集、分析，同時(shí)引入以下兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

(1) 石化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)腐蝕速率<0.076 mm/a[1]。

(2) 美國腐蝕工程師協(xié)會(huì)NACE RP-0775-2005中對(duì)腐蝕程度進(jìn)行較為詳細(xì)的規(guī)定，見表1。

表1 NACE標(biāo)準(zhǔn)RP-0775-2005對(duì)腐蝕程度的規(guī)定

與行標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，因塔河油田地面管網(wǎng)使用時(shí)間不長(zhǎng)，目前腐蝕處于輕度腐蝕狀態(tài)，見圖1，但在生產(chǎn)過程中，多次出現(xiàn)穿孔泄漏現(xiàn)象，給生產(chǎn)帶來較大的困難。

圖1 塔河油田地面生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕變化趨勢(shì)Fig. 1 Corrosion rates of the ground production system in tahe oilfield

2.2 塔河油田地面集輸管網(wǎng)腐蝕情況

塔河單井集輸管網(wǎng)系統(tǒng)2003年9月投入運(yùn)行，僅2013年里腐蝕點(diǎn)數(shù)超過2個(gè)以上管線就多達(dá)16個(gè),詳見表2和圖2。

表2 塔河油田集輸系統(tǒng)腐蝕統(tǒng)計(jì)

圖2 管線腐蝕照片F(xiàn)ig. 2 Corrosion morphology of gathering pipelines

由圖2可見，腐蝕現(xiàn)象發(fā)生的頻率增加，通過對(duì)聯(lián)合站進(jìn)站管線的腐蝕情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，發(fā)現(xiàn)部分管線出現(xiàn)穿孔，管線底部附近管壁已經(jīng)變薄，即將穿孔。從現(xiàn)場(chǎng)切割管線看，以內(nèi)腐蝕為主，且腐蝕坑較多；在一些管線焊接處還出現(xiàn)腐蝕裂紋和腐蝕刺漏。腐蝕嚴(yán)重影響著油田的正常生產(chǎn)，同時(shí)造成環(huán)境污染。

3 塔河油田腐蝕監(jiān)測(cè)情況

在塔河油田主要的腐蝕監(jiān)測(cè)方式是采用掛片失重法進(jìn)行腐蝕速率的監(jiān)測(cè)，其次是建立聲波監(jiān)測(cè)技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)目前正在開展過程中。

3.1 掛片失重法監(jiān)測(cè)腐蝕速率

失重法是一種簡(jiǎn)單直接的腐蝕測(cè)量方法。首先將試件稱量，記錄原始數(shù)據(jù)，然后將試件掛入所需監(jiān)測(cè)的介質(zhì)內(nèi)，一定時(shí)間后取出，清洗腐蝕產(chǎn)物后稱量，根據(jù)試驗(yàn)周期、試件表面積、試件材質(zhì)密度、失重量計(jì)算其腐蝕速率。計(jì)算公式：

(1)

式中：F為平均腐蝕率，mm/a；mgf、mhf分別為試驗(yàn)前、后試片的質(zhì)量，g；tf為掛片時(shí)間，d；ρ為試片材質(zhì)密度，g/cm3。S為試片表面積，cm2。

失重法的優(yōu)點(diǎn)有：投資省、測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確性高、腐蝕產(chǎn)物及微生物可直接獲取、可獲取點(diǎn)試數(shù)據(jù)；其缺點(diǎn)是獲得數(shù)據(jù)時(shí)間較長(zhǎng)，不能獲得實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕情況進(jìn)行調(diào)查，詳細(xì)編寫監(jiān)測(cè)方案，建立多個(gè)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，而油、氣集輸系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)的建立采用“帶壓開孔技術(shù)”，實(shí)現(xiàn)了不停產(chǎn)安裝，解決了因停產(chǎn)安裝所帶來的一切不良后果。取、放試片全面實(shí)現(xiàn)帶壓取、放，不同管徑使用不同的試件夾，不影響油田正常生產(chǎn)。

從目前在用塔河油田油氣生產(chǎn)系統(tǒng)和集輸系統(tǒng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)中共選取43個(gè)腐蝕監(jiān)測(cè)點(diǎn)做腐蝕動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，具體分布如下：12個(gè)計(jì)轉(zhuǎn)站29個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，其中兩個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)在TK637和TK454，聯(lián)合站各系統(tǒng)設(shè)有14個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布均勻，設(shè)計(jì)合理，覆蓋油田所有區(qū)域。

3.2 監(jiān)(檢)測(cè)數(shù)據(jù)分析

3.2.1 腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

塔河油田按工區(qū)劃分為一至十二個(gè)區(qū)域，通過3.1所述腐蝕監(jiān)測(cè)手段對(duì)塔河油田油氣集輸管線進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到2008年至2013年腐蝕監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)：

(1) 集輸系統(tǒng)均勻腐蝕、點(diǎn)蝕(局部腐蝕)并存，且點(diǎn)蝕遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于均勻腐蝕。點(diǎn)蝕是造成管線腐蝕穿孔的主要原因，所造成的危害遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于均勻腐蝕。通過對(duì)集輸管線上、中、下(橫截面)掛片監(jiān)測(cè)，明確管線內(nèi)部腐蝕趨勢(shì)分布:當(dāng)含水低時(shí)，集輸管線內(nèi)部上、中、下腐蝕速度差異不大，且腐蝕速度較低，如八區(qū)來液平均腐蝕速度僅為0.006 9 mm/a；當(dāng)含水上升達(dá)到分層流動(dòng)時(shí)，管線底部腐蝕遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于中、上部，且點(diǎn)蝕嚴(yán)重，是造成目前部分管線底部穿孔的主要原因，如7-2計(jì)轉(zhuǎn)站生產(chǎn)匯管在腐蝕監(jiān)測(cè)中上部為0.011 2 mm/a，下部為0.012 1 mm/a，且試片的點(diǎn)蝕為嚴(yán)重；二號(hào)聯(lián)12區(qū)來油進(jìn)口(新管線)腐蝕速度為0.014 4 mm/a，試片點(diǎn)蝕為嚴(yán)重點(diǎn)腐蝕。

(2) 八區(qū)氣體集輸系統(tǒng)腐蝕嚴(yán)重，8-1伴生氣上部腐蝕速度為0.029 8 mm/a，下部腐蝕速度為0.046 2 mm/a，屬中度腐蝕,從試片腐蝕外形看，以均勻腐蝕為主。

(3) 通過系統(tǒng)化的腐蝕監(jiān)測(cè)，初步明確了地面生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕現(xiàn)狀: 單井集輸流程平均腐蝕速度為0.007 4 mm/a，但存在局部腐蝕，如7-3計(jì)轉(zhuǎn)站TK451井單井流程最大點(diǎn)蝕速度0.341 1 mm/a，屬嚴(yán)重點(diǎn)蝕。

計(jì)轉(zhuǎn)站生產(chǎn)匯管部分存在較嚴(yán)重的管底局部腐蝕，10-5計(jì)轉(zhuǎn)站生產(chǎn)匯管腐蝕速率為0.006 2 mm/a，但點(diǎn)蝕速度為0.260 7 mm/a，屬嚴(yán)重點(diǎn)蝕。

二號(hào)聯(lián)污水提升泵進(jìn)口腐蝕速率達(dá)到0.004 2 mm/a，試片表面存在明顯局部腐蝕。點(diǎn)蝕速率達(dá)到0.319 9 mm/a，屬嚴(yán)重點(diǎn)蝕。

3.2.2 腐蝕介質(zhì)分析

塔河油田地層產(chǎn)出水CaCl2水型，pH為5.0～6.5，水中離子含量為：Cl-15×104mg/L，Ca2++Mg2+5×103mg/L，K++Na+12×104mg/L，S2-0.4～3.05 mg/L。水中游離CO2含量為80～250 mg/L，腐生菌含量一般大于104個(gè)/mL，且不同程度含有硫酸鹽還原菌(SRB)10個(gè)/mL、鐵細(xì)菌(FB)103個(gè)/mL。

4 塔河油田影響管網(wǎng)腐蝕主要因素分析

通過對(duì)有效監(jiān)(檢)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，歸納總結(jié)出：塔河油田管網(wǎng)腐蝕的主要因素有硫化氫腐蝕、二氧化碳腐蝕和油田水腐蝕。

4.1 硫化氫腐蝕

在八區(qū)及其外圍的部分油井富含H2S氣體，從檢測(cè)結(jié)果顯示，八區(qū)和評(píng)價(jià)區(qū)域西北部H2S較高，超過了1 000 mg/m3，因此存在H2S對(duì)管柱、流程腐蝕和威脅人員健康安全的重要問題，硫化氫最高TK740井94 429.41 mg/m3。從2006年硫化氫檢測(cè)的755個(gè)點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析，硫化氫含量超過80 g/m3有275個(gè)點(diǎn)，其中包括121口單井和3個(gè)計(jì)轉(zhuǎn)站。

H2S化學(xué)腐蝕[2]可引起多種類型的腐蝕，如氫脆和硫化物應(yīng)力腐蝕破裂等，滲入鋼材的氫會(huì)使強(qiáng)度或硬度較高的鋼材晶格變形，致使材料韌性變差，甚至鋼材內(nèi)部引起微裂紋，均使鋼材變脆，此既為氫脆。硫化物應(yīng)力腐蝕破裂，就是在拉應(yīng)力或殘余張應(yīng)力加速下，鋼材氫脆微裂紋的發(fā)展直至材料的破裂過程。

干燥的H2S對(duì)金屬材料無腐蝕破壞作用，H2S只有溶解在水中才具有腐蝕性。H2S是易溶于水的氣體，常溫常壓下飽和濃度可達(dá)到3 000 mg/L，與CO2和O2相比，H2S在水中的溶解度最高。H2S一旦溶于水，便立即電離，使水pH下降，呈酸性。不同濃度下生成的腐蝕產(chǎn)物性質(zhì)不同，H2S質(zhì)量濃度為5.0 mg/L時(shí)形成的腐蝕產(chǎn)物為FeS和FeS2，F(xiàn)eS較致密，有一定的保護(hù)性；H2S質(zhì)量濃度為5.0～20 mg/L時(shí)形成的腐蝕產(chǎn)物是Fe9S8，F(xiàn)e9S8疏松，無保護(hù)作用。

4.2 CO2腐蝕

CO2腐蝕是非硫油氣田的主要腐蝕介質(zhì)，在沒有水時(shí)，CO2是不發(fā)生腐蝕的；當(dāng)有游離水出現(xiàn)時(shí)，CO2溶于水生成碳酸，碳酸使水的pH下降，對(duì)鋼發(fā)生氫去極化腐蝕。除了碳酸引起水溶液pH下降外，低分子量的有機(jī)酸如醋酸也會(huì)引起腐蝕，但這些酸很少成為非硫油氣田腐蝕的主要原因。沒有電介質(zhì)(水)存在的條件下，CO2本身是不腐蝕金屬的。CO2只有溶于水中生成碳酸，才會(huì)引起腐蝕。

CO2是一種易溶于水的氣體，常溫常壓下飽和溶解度為1 000 mg/L，隨溫度上升溶解度下降，隨壓力升高溶解度上升[3]。CO2溶于水后形成弱酸，降低了體系的pH。由于水中H+量的增多就會(huì)產(chǎn)生氫去極化腐蝕，氫離子是強(qiáng)去極化劑，極易奪取電子還原，促進(jìn)陽極鐵溶解而導(dǎo)致腐蝕。所以游離的CO2腐蝕，從腐蝕電化學(xué)的觀點(diǎn)看，就是含有酸性物質(zhì)引起的氫去極化腐蝕。在含CO2油氣環(huán)境中，鋼鐵表面在腐蝕初期可視為裸露表面，隨后將被碳酸鹽腐蝕產(chǎn)物膜所覆蓋。所以，水溶液對(duì)鋼鐵的腐蝕，除了受氫陰極去極化反應(yīng)速率的控制，還與腐蝕產(chǎn)物是否在鋼表面成膜，膜的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性有著十分重要的關(guān)系。鋼材受游離CO2腐蝕而生成的腐蝕產(chǎn)物都是易溶的，在金屬表面不易形成保護(hù)膜。游離CO2腐蝕受溫度的影響很大，因?yàn)楫?dāng)溫度升高時(shí)，碳酸的電離度增大，所以升高溫度會(huì)大大促進(jìn)腐蝕。

4.3 油田水的腐蝕

塔河油田地層水的平均密度1.134 mg/cm3，礦化度13×104～26×104mg/L，Cl-含量8×104～12×104mg/L，屬CaCl2型水性，pH 6.5呈弱酸性，水的硬度2×104～4×104，油田水屬高鹽高硬高腐蝕性的“鹵水”。

把油田按含水級(jí)別分為五級(jí)：無水期(Fw≤2%)、低含水期(2

在產(chǎn)出水中，主要監(jiān)測(cè)硫酸鹽還原菌、腐生菌和鐵細(xì)菌3種細(xì)菌。引起腐蝕的主要是SRB[4]。研究表明[5]:當(dāng)有SRB存在時(shí)，促使SO42-還原為S2-，同時(shí)SRB的代產(chǎn)物生成S2-，加速電化學(xué)腐蝕，并有鐵的硫化物(Fe9S8、FeS)生成。結(jié)果表明:污水中HCO3-,CO2,Ca2+,Fe2+對(duì)加速SRB造成鋼鐵的腐蝕有很大的促進(jìn)作用，特別是垢下SRB的存在加速了對(duì)鋼材的局部腐蝕，直至穿孔。

水中Cl-、HCO3-、Ca2+、Fe2+對(duì)腐蝕影響研究資料表明：產(chǎn)出水中侵蝕性離子Cl-、HCO3-是引起鋼鐵腐蝕特別是局部腐蝕的主要因素。Cl-半徑小，具有很強(qiáng)的滲穿透能力。Ca2+,Fe2+對(duì)加速SRB造成鋼鐵的腐蝕有很大的促進(jìn)作用。

5 塔河油田管網(wǎng)防腐蝕措施

5.1 硫化氫的化學(xué)防護(hù)

2006年8月在單井開展化學(xué)防治硫化氫的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，主要試驗(yàn)方式是在油井出口管線或分離器處加入硫化氫吸收劑，降低罐口硫化氫含量。試驗(yàn)結(jié)果表明，采用化學(xué)劑吸附的方式可以降低罐口硫化氫含量，但存在反應(yīng)速率慢、加藥量偏大。

2006年8月首次在TK1005井進(jìn)行化學(xué)防治硫化氫的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，主要試驗(yàn)方式是在敞口罐流程罐口處加入霧化的硫化氫吸收劑，降低罐口硫化氫含量。該井日產(chǎn)原油110 m3、天然氣4 800 m3。檢測(cè)H2S含量為2 860 mg/m3。試驗(yàn)中用藥劑在井口和分離器后注入，通過對(duì)放油口硫化氫含量進(jìn)行檢測(cè)硫化氫含量降低至30 mg/m3以下，同時(shí)藥劑用量較大，表明吸附劑從原油中逸出的能力減弱降低了快速中和硫化氫的能力。不論是在井口加藥還是分離器后加入藥劑，硫化氫吸收劑能有效降低儲(chǔ)油罐中硫化氫濃度。試驗(yàn)結(jié)果表明，使用噴淋方式配合流程中加入除硫劑是現(xiàn)階段化學(xué)法防治硫化氫的理想方式。

5.2 犧牲陽極的陰極保護(hù)

集輸系統(tǒng)全部采用外加電流陰極保護(hù)技術(shù)，對(duì)管線外壁進(jìn)行了有效保護(hù)。但對(duì)管線內(nèi)壁無保護(hù)作用，而油田地面集輸系統(tǒng)恰恰是以內(nèi)腐蝕為主，加上管線沒有進(jìn)行任何內(nèi)防腐蝕處理。因此，后天的化學(xué)防護(hù)是減緩和延長(zhǎng)塔河油田集輸系統(tǒng)管線腐蝕的主要手段[6]。

5.3 油、氣集輸系統(tǒng)端點(diǎn)加藥保護(hù)技術(shù)

通過調(diào)查，塔河油田油氣集輸系統(tǒng)采用了外加電流陰極保護(hù)技術(shù)，而管線內(nèi)部沒有采取任何防護(hù)措施，從目前集輸管線穿孔和腐蝕監(jiān)測(cè)資料表明：集輸系統(tǒng)腐蝕以內(nèi)腐蝕為主，而外加電流陰極保護(hù)技術(shù)對(duì)內(nèi)腐蝕起不到保護(hù)作用，且對(duì)已建生產(chǎn)設(shè)施又不可能進(jìn)行推倒重建(管線從新采用內(nèi)防腐技術(shù))。因此，端點(diǎn)加藥保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)推廣應(yīng)用勢(shì)在必行，其原理：在集輸干線的端點(diǎn)站通過連續(xù)投加緩蝕劑來控制管線的腐蝕，延長(zhǎng)管線的使用壽命。端點(diǎn)站就是一條集輸干線的起點(diǎn)，藥劑從端點(diǎn)站加入后沿流程到干線末端整條管線都將受到保護(hù)。

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查大部分計(jì)轉(zhuǎn)站都建有端點(diǎn)加藥的工藝流程，而且都是計(jì)量泵，只需篩選出適合的緩蝕劑，調(diào)整好濃度，在端點(diǎn)站連續(xù)投加，使緩蝕劑均勻地分布在鋼材表面，形成一層保護(hù)膜，將鋼材與腐蝕介質(zhì)隔離開來，達(dá)到減緩腐蝕、延長(zhǎng)管線壽命的目的。從2008年至2013年腐蝕管片監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析可得：未采用端點(diǎn)加藥技術(shù)前，如7-3計(jì)轉(zhuǎn)站TK451井單井流程最大點(diǎn)蝕速度0.341 1 mm/a，屬嚴(yán)重點(diǎn)腐蝕；采用端點(diǎn)加藥技術(shù)后，該管線最大點(diǎn)時(shí)速度控制在0.109 7mm/a，屬輕度點(diǎn)腐蝕，且平均腐蝕速率由0.097 5 mm/a降低至0.024 7 mm/a。

5.4 強(qiáng)化含油污水處理技術(shù)

2009年通過對(duì)塔河油田系統(tǒng)監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)出水經(jīng)過處理到儲(chǔ)水罐進(jìn)口腐蝕速度呈下降趨勢(shì)，但是到外輸泵進(jìn)口腐蝕速度上升明顯，甚至腐蝕速度超過處理前的污水，這說明處理后的水在流程中可能被二次污染，加劇了腐蝕。目前二號(hào)聯(lián)污水處理系統(tǒng)投加的藥劑有緩蝕阻垢劑、凈水劑、絮凝劑三種藥劑。通過對(duì)塔河油田地層水介質(zhì)分析，水中含有一定量的硫酸鹽還原菌(SRB)，腐生菌(TGB)和鐵細(xì)菌(FB)，所以要加強(qiáng)污水處理系統(tǒng)的殺菌工作，減緩系統(tǒng)的腐蝕[7]。

聯(lián)合站的污水處理系統(tǒng)自投用至今，運(yùn)行較為穩(wěn)定。該系統(tǒng)投用前各出水口污水含油量都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超標(biāo)，投用后出口污水含油量都在設(shè)計(jì)要求以內(nèi)，有效降低了管線內(nèi)原油含水量。700 m3污水接收罐進(jìn)口污水含油在190.47～4 863.04 mg/L，出口污水含油在8.113～80.164 mg/L，在高效聚結(jié)斜管除油器的進(jìn)水含油設(shè)計(jì)要求小于500 mg/L范圍內(nèi)；除油器出口污水含油2.173～37.795 mg/L，在設(shè)計(jì)要求小于100 mg/L范圍內(nèi)；核桃殼過濾器出口污水含油0.521～7.038 mg/L；污水外排在設(shè)計(jì)要求小于10 mg/L范圍內(nèi)。對(duì)處理后的產(chǎn)出水進(jìn)行細(xì)菌含量分析，分析表明：硫酸鹽還原菌(SRB)，腐生菌(TGB)和鐵細(xì)菌(FB)含量均控制在10個(gè)/mL范圍內(nèi)。

6 結(jié)論及建議

6.1 結(jié)論

(1) 通過對(duì)塔河生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕監(jiān)測(cè)，基本明確了腐蝕現(xiàn)狀、腐蝕特征以及沿生產(chǎn)流程腐蝕的變化趨勢(shì)。從不同監(jiān)測(cè)時(shí)間看，腐蝕速率有上升趨勢(shì)，特別部分監(jiān)測(cè)點(diǎn)的點(diǎn)蝕速率在(4～6 mm/a)，屬極嚴(yán)重腐蝕，而且以內(nèi)腐蝕為主。

(2) 通過單井開展化學(xué)防治硫化氫的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，試驗(yàn)表明：噴淋方式配合生產(chǎn)工藝流程中加入硫化氫吸收劑是現(xiàn)階段化學(xué)法防治硫化氫的理想方式；硫化氫吸收劑能有效的降低儲(chǔ)油罐中硫化氫濃度，從而降低硫化氫腐蝕。

(3) 通過對(duì)集輸管線采取陰極保護(hù)法和端點(diǎn)加藥保護(hù)技術(shù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：集輸管線外部和內(nèi)部腐蝕得到了有效抑制，達(dá)到減緩管線腐蝕和延長(zhǎng)管線壽命的目的。

(4) 通過強(qiáng)化含油污水處理技術(shù)，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明：處理后的產(chǎn)出水對(duì)系統(tǒng)的腐蝕呈下降趨勢(shì)，同時(shí)有效地減少了細(xì)菌含量。

6.2 建議

(1) 塔河油田需要對(duì)油井硫化氫腐蝕環(huán)境開展在油、水兩相中皆起作用的預(yù)防腐蝕、減輕腐蝕工藝技術(shù)及方法的系統(tǒng)研究。

(2) 進(jìn)一步完善腐蝕監(jiān)(檢)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，建立實(shí)時(shí)監(jiān)(檢)測(cè)手段，如超聲波檢測(cè)技術(shù)，腐蝕探針檢測(cè)技術(shù)等，滿足腐蝕監(jiān)(檢)測(cè)的需要，使監(jiān)(檢)測(cè)數(shù)據(jù)最大限度地反映生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕現(xiàn)狀，為防護(hù)提供可靠、科學(xué)的決策依據(jù)。

(3) 需要進(jìn)一步加快、加強(qiáng)集輸管網(wǎng)的防腐技術(shù)的研究和應(yīng)用，加快油、氣集輸系統(tǒng)端點(diǎn)加藥保護(hù)技術(shù)的推廣應(yīng)用，保證油氣集輸管網(wǎng)的正常生產(chǎn)運(yùn)行。

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[2] 李國敏,劉烈偉,鄭家燊. 碳鋼在含硫化氫及高壓二氧化碳飽和的NaCl溶液中的腐蝕行為[J]. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào),2000,20(4):204-211.

[3] 李建平,趙國仙,郝士明. 幾種因素對(duì)油套管鋼CO2腐蝕行為影響[J]. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào),2005,25(4):241-244.

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[7] 劉玉秀,劉貴昌,戰(zhàn)廣深. 硫酸鹽還原菌引起的微生物腐蝕的研究進(jìn)展[J]. 腐蝕與防護(hù),2002,23(6):245-249.

Corrosion Status Situation and Anti-corrosion Technology of Oil Gas Gathering and Distribution Pipelines in Tahe Oilfield

LI Zhan-kun1, SUN Biao1, WANG Xi-le1, WANG Guo-rui2, BAO Yin2

(1. SINOPEC Northwest Oilfiled Branch, Urumqi 830011, China; 2. Xinjiang Tianpu Oil & Gas Engineering Technology Co., Ltd., Luntai 841600, China)

The different degrees corrosion damage of surface production equipment and distribution pipelines in Tahe oilfield greatly affected the normal oilfield operation in recent years. Based on the corrosion monitoring of built oilfield surface pipelines and the analysis of oil, gas and water, it was found that the crude oil from oil wells containning large amounts of H2S, CO2and high salinity formation water and other corrosive substances, Adding chemicals protection, cathodic protection, pipeline gathering endpoint dosing techniques and oily wastewater enhanc treatment were taken to ensure the safe operation of oil and gas gathering pipelines.

Tahe oilfield; corrosion status; corrosion mechanism; anti-corrosion measure

2014-07-01

李占坤(1978-),工程師,學(xué)士,從事注水、水質(zhì)處理、提高采收率的研究,13940140813,lzkxbyt@126.com

TG174

B

1005-748X(2015)03-0240-05