鄭重 劉清華 楊向蓮 徐英彪(勝利石油管理局質(zhì)量監(jiān)督檢驗所)
勝利油田自1964年開始,已先后投入開發(fā)64個油田,形成了年產(chǎn)原油2650萬噸的能力,已累計生產(chǎn)原油6.92億噸。目前勝利油田共建有53座聯(lián)合站、53座污水站,71座接轉(zhuǎn)站,擁有油罐252座,各種污水緩沖過濾罐720座,建成各種地面管線2萬多公里,橫跨28個縣市。隨著油田開發(fā)進入中后期,勝利油田像其它老油田一樣,地面集輸系統(tǒng)的內(nèi)外腐蝕越來越嚴重,管道穿孔、油罐破裂事故不斷發(fā)生,成為制約油田持續(xù)發(fā)展的主要因素。
隨著勝利油田30多年的開發(fā),大部分管道設備都接近甚至超過金屬的疲勞極限,在較高流速的泥砂沖刷下,在高溫、高礦化度污水及硫酸鹽還原菌的腐蝕作用下,加劇了管道的內(nèi)腐蝕。加上勝利油田地處濱海地區(qū),土壤含鹽量高,對金屬管道的外壁腐蝕也很嚴重。在強腐蝕區(qū)新建的鋼管道,3~6個月就開始腐蝕穿孔,1~2年就報廢重建。初步統(tǒng)計,全油田金屬管道因腐蝕造成的年更換率2.5%,每年至少更換400多公里管線,因管線腐蝕更換,年少產(chǎn)原油1.6×104噸,兩項合計,每年損失6000萬元。僅1999年油田更換各種管道耗資2.1億元人民幣。1997-1999年有6座罐因腐蝕而發(fā)生破裂事故,造成巨大的經(jīng)濟損失。
隨著勝利油田30多年的開發(fā),大部分管道設備都接近甚至超過金屬的疲勞極限,在較高流速的泥砂沖刷下,在高溫、高礦化度污水及硫酸鹽還原菌的腐蝕作用下,加劇了管道的內(nèi)腐蝕。加上勝利油田地處濱海地區(qū),土壤含鹽量高,對金屬管道的外壁腐蝕也很嚴重。
1、集輸系統(tǒng)中污水含有的 H2S,CO2、H+、CL—、溶解氧等腐蝕性物質(zhì)產(chǎn)生的電化學腐蝕。
勝利油田目前綜合含水已達90%,日產(chǎn)污水近80×104m3,2萬多公里的地面管線中原油集輸、污水、注水管線占85%。注入水中,含油污水占90%以上,這樣油田地面生產(chǎn)管線中的主要部分,基本是一個含油污水系統(tǒng)。
由于油田采出水的性質(zhì)極為復雜,東辛、廣利油田的采出污水總礦化度均在2.3×104mg/l以上,有的達到5.7×104mg/l,氯離子含量達到3×104mg/l,還有溶解氧,二氧化碳,硫化物等腐蝕性極強的物質(zhì)和硫酸鹽還原菌,使得污水對管道內(nèi)壁的腐蝕相當嚴重。
2、流動流體的力學作用產(chǎn)生的沖刷腐蝕。
在較高的流速下,采出液中包含的泥砂、不溶性鹽等固體顆粒共同作用,對管道設備產(chǎn)生的磨蝕,管道幾何尺寸變化引起的湍流腐蝕等。 而且砂的組分也有了明顯變化,由初期粘土礦物變?yōu)橐陨皫r骨架顆粒為主的砂粒,SiO2含量明顯提高,據(jù)砂樣檢測報告,目前SiO2含量在0.8‰以上。砂磨現(xiàn)象變得越來越嚴重,在管道底部有明顯的溝槽,在高溫、高礦化度污水的腐蝕影響下,加速了管線的穿孔。在勝利油田受“砂害”影響的大部分是出砂嚴重的單井管線,聯(lián)合站、接轉(zhuǎn)站的井排來油匯管,分離器的進出口及外輸泵出口匯管。
3、埋地管道與儲罐底板由于土壤、微生物、雜散電流等引起的外腐蝕。
勝利油田大部分地區(qū)位于渤海灣海濱平原,多為近代黃河沖擊海相沉積而成,屬濱海鹽漬土壤,土壤含鹽以氯化物為主。氯離子含量最高可達 5225.5mg/l,土壤電阻率低,一般都在20Ω.m,地下水位高,一般為1~3米。通過腐蝕試驗站試片埋沒測得的腐蝕速度,為大慶地區(qū)的8倍,四川的36倍。按土壤腐蝕性標準判斷,勝利油田屬極強腐蝕區(qū)。
勝利油田開發(fā)30多年來,在油田腐蝕控制領域開展并進行了大量的工作,根據(jù)油田開發(fā)各個時期、不同區(qū)塊、不同生產(chǎn)介質(zhì)的腐蝕特點,不斷研究,開發(fā)和應用防腐新技術,新材料和新工藝。經(jīng)過30余年發(fā)展,現(xiàn)已初步形成了:
1、污水處理及回注系統(tǒng)密閉隔氧,配套投加化學藥劑技術
2、鋼質(zhì)管道容器內(nèi)涂內(nèi)襯工藝技術
3、使用非金屬耐蝕材料
4、鋼質(zhì)管道容器涂層加陰極保護的外防腐技術
5、防腐保溫相結合的絕緣技術(泡沫夾克管)
6、站內(nèi)區(qū)域性陰極保護技術
7、井口多相流除砂、接轉(zhuǎn)站、聯(lián)合站除砂洗砂技術
油田的防腐工作是一項系統(tǒng)工程,因此必須系統(tǒng)的抓,從設計、施工技術配套、維護管理等每一個環(huán)節(jié)都應給予足夠的重視,只有如此才能有效的提高油田腐蝕控制技術的整體水平。從發(fā)展來看,采用先進技術、提高質(zhì)量、降低成本是今后腐蝕控制及配套技術的方向。