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分析油田注水采油設(shè)備的腐蝕與防護(hù)

2019-10-19 12:46彭幼師
石油研究 2019年11期
關(guān)鍵詞:腐蝕防護(hù)

彭幼師

摘要:針對油田注水采油設(shè)備腐蝕原因進(jìn)行科學(xué)的分析,并簡要介紹了油田注水采油設(shè)備的特點,如作業(yè)風(fēng)險比較大、成本高、系統(tǒng)復(fù)雜等,提出油田注水采油設(shè)備的腐蝕類型與防護(hù)措施,能夠有效延長注水采油設(shè)備的使用壽命,希望可以給相關(guān)人員提供良好的借鑒與參考。

關(guān)鍵詞:油田注水采油設(shè)備;腐蝕;防護(hù)

伴隨油田開發(fā)力度的不斷加大,原油含水量逐漸提升,地面輸水與輸油管線,包括井下油管與注水管線出現(xiàn)了嚴(yán)重的腐蝕現(xiàn)象。通過對油田注水采油設(shè)備腐蝕狀況進(jìn)行全面的調(diào)查得知,水當(dāng)中的溶解氧與硫化氫,會對油田注水采油設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重腐蝕。為了有效延長油田注水采油設(shè)備的使用壽命,本文重點研究油田注水采油設(shè)備腐蝕原因與防護(hù)措施。

1油田注水采油設(shè)備的特點分析

油田注水采油技術(shù)難度比較大,操作流程較為復(fù)雜,通常集中在較大面積的平臺上,一座采油平臺類似復(fù)雜工廠。油田注水采油設(shè)備具有以下特點:

第一,作業(yè)風(fēng)險比較大,成本較高,因為油田注水采油設(shè)備操作難度較大,具備較大的風(fēng)險性。

第二,油田注水采油系統(tǒng)復(fù)雜,特別容易發(fā)生腐蝕,受大氣中水蒸氣的影響,增加油田注水采油設(shè)備發(fā)生腐蝕現(xiàn)象的概率。

2油田注水采油設(shè)備的腐蝕與防護(hù)措施

2.1油田注水采油設(shè)備腐蝕原因

2.1.1縫隙腐蝕

油田注水采油設(shè)備內(nèi)部金屬部件比較多,不同的金屬部件之間存在比較小的縫隙,而縫隙之中的介質(zhì)呈現(xiàn)滯留態(tài),使得縫隙內(nèi)部的金屬部件發(fā)生腐蝕,此種腐蝕經(jīng)常被人們稱作縫隙腐蝕。因為油田注水管道內(nèi)部結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜,管道內(nèi)部的金屬表層經(jīng)常出現(xiàn)砂泥與積垢,容易引發(fā)縫隙腐蝕現(xiàn)象[1]。

2.1.2孔蝕

在油田注水采油設(shè)備表面,經(jīng)常會出現(xiàn)向深入發(fā)展的腐蝕孔,這些腐蝕孔比較小,又常被人們稱為孔蝕或者點蝕。一般來講,孔腐蝕通常發(fā)生在表面較為鈍化的金屬部件上,碳鋼表層出現(xiàn)孔隙,在含氯離子的水之中,也會發(fā)生孔腐蝕現(xiàn)象??赘g現(xiàn)象特別常見,對油田注水采油設(shè)備的安全運行產(chǎn)生較大影響。

孔腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生與發(fā)展共分成兩階段,分別是腐蝕孔的成核與腐蝕孔生長,若金屬部件位于腐蝕介質(zhì)當(dāng)中,因為介質(zhì)內(nèi)部的活性陰離子能夠有選擇性的直接吸附于金屬鈍化膜之上,和鈍化膜陽離子有效結(jié)合,會形成可溶性的氯化物質(zhì),在新露出基底金屬表層形成較小的腐蝕坑,這些腐蝕坑被人們稱作腐蝕核。腐蝕核通常在鈍化金屬表層形成。通常情況下,腐蝕核會快速長大,由于腐蝕核位置的金屬呈現(xiàn)陽性,電流高度集中,其周圍的膜成為陰極,使得金屬溶解速度不斷加快,金屬部件的表面形成較大的腐蝕孔。

2.1.3電偶腐蝕

若不同電極與電位的異種金屬與合金在同一種電解質(zhì)溶解當(dāng)中相互接觸時,因為腐蝕電位不相等,電偶電流呈現(xiàn)流動狀態(tài),電位比較低的金屬,其溶解速度不斷加快,電位比較高的金屬,其溶解速度不斷下降,就會出現(xiàn)電偶腐蝕現(xiàn)象。出現(xiàn)電偶腐蝕現(xiàn)象的主要原因是兩種不同電極形成宏觀原電池引發(fā)的腐蝕。

2.1.4磨損腐蝕

因為腐蝕性流體與金屬表層出現(xiàn)相對運動,金屬局部腐蝕速度不斷加快,此種現(xiàn)象被人們稱作磨損腐蝕。引發(fā)磨損腐蝕的主要原因的介質(zhì)發(fā)生變化,在油田注水管道當(dāng)中,尤其是彎頭與閘門等部位,均會引發(fā)磨損腐蝕。油田注水采油設(shè)備磨損腐蝕類型主要分為兩種,分別是空泡腐蝕與湍流腐蝕等[2]

2.2油田注水采油設(shè)備腐蝕防護(hù)方案

為了保證油田注水采油設(shè)備的可靠運行,防止設(shè)備出現(xiàn)大面積腐蝕,相關(guān)人員要做好污水處理工作,避免油田設(shè)備出現(xiàn)大面積的腐蝕。可以對水質(zhì)進(jìn)行全面改善,在弱酸性水當(dāng)中加入適量的堿性物質(zhì),提升其PH,運用密閉隔氧技術(shù),密封好之后,做好細(xì)菌腐蝕防護(hù)工作,需要投入適量的殺菌劑,防止SRB的快速生長。

針對注水與集輸管線,要采用內(nèi)部防腐方案,不斷提升油田注水采油設(shè)備的焊接質(zhì)量,焊接完畢后,需要進(jìn)行探傷處理。對于舊的管線,要做好日常清洗工作,避免發(fā)生大面積的腐蝕。油井環(huán)形空間,需要投入適量的殺菌緩蝕阻垢劑。在油田注水采油設(shè)備的回水管線當(dāng)中,需要采用科學(xué)的內(nèi)防腐方案,可采用玻璃鋼管線[3]

除此之外,相關(guān)人員還要特別注意以下問題:

第一,科學(xué)選擇金屬材料。結(jié)合油田注水采油設(shè)備的運行情況,科學(xué)選擇金屬材料,減少腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。例如,注水系統(tǒng)當(dāng)中的回水管線與注水供應(yīng)管線,均可采用玻璃鋼管線,主要是由于玻璃鋼管線具有良好的抗腐蝕性能,而且材料相容性較好,能夠減少電偶腐蝕現(xiàn)象的發(fā)生。

第二,做好金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。通過妥善設(shè)計金屬結(jié)構(gòu),能夠避免殘留液腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn),防止沉積物出現(xiàn)大面積腐蝕,盡量采取焊接結(jié)構(gòu),防止形成縫隙腐蝕現(xiàn)象。不斷降低金屬焊接過程中產(chǎn)生的熱應(yīng)力與殘余應(yīng)力,減少應(yīng)力腐蝕現(xiàn)象的出現(xiàn)。

第三,妥善使用覆蓋層。在油田注水采油設(shè)備當(dāng)中,覆蓋層占據(jù)重要地位,能夠?qū)⒏g性介質(zhì)和金屬有效隔離,進(jìn)而實現(xiàn)防腐蝕目標(biāo)。覆蓋層要具備良好的附著力,孔隙率比較小,其物理機械性能較為突出,厚度與均勻性符合相關(guān)規(guī)定要求。

第四,加強陰極保護(hù)。陰極保護(hù)是現(xiàn)階段國內(nèi)外認(rèn)為最為經(jīng)濟(jì)有效的防腐措施,一般來說,陰極保護(hù)系統(tǒng)主要分為兩種,分別是外加電流和犧牲陽極等[4]

第五,添加適量的緩蝕劑。緩蝕劑保護(hù)作為油田控制金屬腐蝕的核心措施,如果采取緩蝕劑保護(hù)方法,能夠防止油田注水采油設(shè)備出現(xiàn)大面積的腐蝕。因為腐蝕介質(zhì)具有多樣性與復(fù)雜性的特點,所以,在選擇緩蝕劑的過程當(dāng)中,要結(jié)合外部的介質(zhì)條件,科學(xué)選擇緩蝕劑,進(jìn)而獲得良好的防腐效果。

3結(jié)束語:

綜上,通過對油田注水采油設(shè)備的腐蝕與防護(hù)措施進(jìn)行有效分析,例如科學(xué)選擇金屬材料、做好金屬結(jié)構(gòu)設(shè)計工作、妥善使用覆蓋層、加強陰極保護(hù)等等,能夠保證油田注水采油設(shè)備的安全運行,降低其出現(xiàn)大面積腐蝕現(xiàn)象的概率。

參考文獻(xiàn):

[1]董林.采油廢水用于低滲透油田注水處理技術(shù)探討[J].石化技術(shù),2018,25(04):106.

[2]眭金擴(kuò),李璇,趙暉,呂雷.淺述油田注水開發(fā)后期提升采油率的技術(shù)措施[J].云南化工,2018,45(03):126.

[3]張晗.鄂爾多斯盆地油田注水后期提高采油率的有效方法[J].石化技術(shù),2017,24(02):155.

[4]劉桂英.淺談油田注水開發(fā)方面后期提高采油率的有效方法[J].中小企業(yè)管理與科技(下旬刊),2016,(10):10-11.

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