張芳 何文鳳 張濤 吳耀軍 羅浩

（1.中國(guó)石油長(zhǎng)慶油田分公司第一采氣廠，陜西 榆林 718500）

（2.隴東天然氣項(xiàng)目部試采作業(yè)區(qū)，陜西 榆林 718500）

對(duì)油田天然氣進(jìn)行開采時(shí)，需要將天然氣從氣井里面開采出來，然后利用采氣管線將傳至集氣站，因?yàn)椴糠謿饩霈F(xiàn)攜液現(xiàn)象、天然氣里面含有的機(jī)械雜質(zhì)、硫化氫以及二氧化碳等酸性氣體不斷沖刷以及磨損著管線以及設(shè)備內(nèi)壁，就會(huì)使得采氣管線以及設(shè)備出現(xiàn)一定的腐蝕現(xiàn)象，對(duì)采氣管線以及設(shè)備的實(shí)際使用壽命造成的嚴(yán)重的影響，同時(shí)給其安全運(yùn)行帶來了很大的威脅，最終使得企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益降低。

1 對(duì)采氣管線和分離器具體腐蝕機(jī)理進(jìn)行分析

1.1 采氣管線腐蝕機(jī)理

因?yàn)椴沙鎏烊粴饫锩婧幸欢康臋C(jī)械雜質(zhì)、礦化度水和部分酸性氣體，而這些雜質(zhì)成分都可以導(dǎo)致管線內(nèi)出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。而對(duì)于管線腐蝕產(chǎn)物，其外觀顏色主要呈紅褐色以及黑色。利用XRD檢測(cè)法來研究各個(gè)陳舊取樣管線里面的表面腐蝕產(chǎn)物[1]。

研究結(jié)果表明，陳舊管線腐蝕產(chǎn)物的組成成分主要是：Fe2O3、FeSO4、Fe(OH)2、Fe2S以及Fe3O4和Fe3(SO4)4·22H20、CaCO3、MgCO3等。所以腐蝕產(chǎn)物主要包含有鐵的氧化物以及硫化物，同時(shí)含有少量碳酸鹽。因?yàn)樘烊粴饨M成成分里面沒有氧氣，所以腐蝕產(chǎn)物里面鐵的氧化物主要是通過二次大氣腐蝕以及表面腐蝕產(chǎn)物經(jīng)過轉(zhuǎn)化之后產(chǎn)生的。對(duì)于以硫化氫為主導(dǎo)的體系（也就是二氧化碳和硫化氫氣體壓強(qiáng)之比不超過200），陳舊管線里面的腐蝕主要是硫化氫腐蝕物。性質(zhì)比較穩(wěn)定的FeS是在FeC03生成之前形成的[2]。當(dāng)溫度為60℃到240℃的時(shí)候，F(xiàn)eS可以給金屬提供保護(hù)。然而當(dāng)溫度比60℃低的時(shí)候，F(xiàn)eS膜就會(huì)變得非常不穩(wěn)定，同時(shí)存在很多小孔，同時(shí)因?yàn)榱蚧瘹涞拇嬖跁?huì)對(duì)比較穩(wěn)定的FcCO3物質(zhì)的形成產(chǎn)生阻礙作用，所以就使得腐蝕速度更加快。從上述可知，當(dāng)硫化氫處于二氧化碳環(huán)境中時(shí)，其產(chǎn)生的腐蝕作用非常復(fù)雜，這主要是因?yàn)镕eS以及FeCO3膜在不同溫度條件下的穩(wěn)定性比較高。如果井口壓力為12Mpa，并且二氧化碳的壓強(qiáng)超過0.75Mpa，同時(shí)采氣管線所處腐蝕環(huán)境里面含有二氧化碳，那么陳舊采氣管線發(fā)生的腐蝕現(xiàn)象主要是由硫化氫以及二氧化碳和游離水共存條件下發(fā)生的電化學(xué)腐蝕。

1.2 分離器具體腐蝕機(jī)理

為了有效研究分離器積液包具體腐蝕機(jī)理，本文對(duì)陳舊分離器中的垢樣進(jìn)行了相應(yīng)的檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果表明，將固體腐蝕樣置于550℃環(huán)境中進(jìn)行灼燒之后，垢樣總量一共減少大約25%(也就是重量百分?jǐn)?shù))，這說明垢樣里面含有一定量的有機(jī)物，同時(shí)分離器積液包里面可能存在微生物對(duì)其產(chǎn)生腐蝕作用。當(dāng)將其置于950℃環(huán)境中進(jìn)行灼燒之后，腐蝕產(chǎn)物的總量也減少了，這表明碳酸類物質(zhì)屬于分離器積液包中的腐蝕產(chǎn)物，也就是二氧化碳是其發(fā)生腐蝕的因素。經(jīng)過分析之后認(rèn)為，水份里面的高氯根屬于一種強(qiáng)去極化劑，大多數(shù)以溶解態(tài)鐵和相應(yīng)的氯化亞鐵形式在水李里面溶解并且排出[3]。

之后進(jìn)行了垢樣XRD檢測(cè)，具體檢測(cè)結(jié)果表明，研究對(duì)象分離器積液包出現(xiàn)了由硫化氫引起的一種氫去極化腐蝕，里面含有一定量的FeCO3，這種物質(zhì)主要是在二氧化碳環(huán)境中發(fā)生的氫去極化腐蝕形成的腐蝕產(chǎn)物，這一結(jié)果和垢樣灼燒檢測(cè)具體結(jié)果完全相符合。對(duì)分離器水質(zhì)檢測(cè)最后的結(jié)果和相應(yīng)的垢樣灼燒以及XRD檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行綜合分析之后可知，分離器積液包發(fā)生的電化學(xué)腐蝕反應(yīng)主要由硫化氫、二氧化碳和游離氯離子一起作用引起的。

2 安全評(píng)價(jià)

在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天，比較常用的一種安全性評(píng)價(jià)方法就是采用了信息融合技術(shù)的評(píng)價(jià)方法，其主要是按照信息理論里面和信息量有關(guān)的可加性特性，對(duì)不同時(shí)空條件下的各種信源信息進(jìn)行綜合利用，采取融合以及綜合有效結(jié)合的方法，首先折合系統(tǒng)里面各組成單元所具有的可靠性，再自下而上多級(jí)進(jìn)行綜合，從而得到和系統(tǒng)可靠性相關(guān)的詳細(xì)準(zhǔn)確判斷信息，以此來估計(jì)以及預(yù)測(cè)整個(gè)系統(tǒng)所具有的安全性。

影響油田采氣管線具體安全性評(píng)價(jià)的因素有很多，特別是使用年限比較長(zhǎng)的采氣管線，主要影響因素包含有：管線腐蝕信息(主要是管道內(nèi)表面和管線外表面具體腐蝕信息)、管線焊縫質(zhì)量具體信息以及管道理化性質(zhì)(主要有管道金相組織以及致氫裂紋)和采氣管線力學(xué)性能(主要是靜拉伸性能以及硬度)。對(duì)上述各項(xiàng)信息采用相應(yīng)的傳感器來獲得管線具體信息數(shù)據(jù)，所使用的傳感器數(shù)量越多，那么就越能夠最大程度地減弱外界環(huán)境對(duì)數(shù)據(jù)造成的干擾，避免誤差產(chǎn)生，提升觀測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性以及可靠性。

具體步驟為：①按照傳感器輸出信息來對(duì)安全狀態(tài)隸屬度進(jìn)行判斷。②利用公式得到各隸屬度相對(duì)應(yīng)的具體基本概率分配函數(shù)，也就是mass函數(shù)[4]。③通過D-S證據(jù)組合具有的獨(dú)立證據(jù)能力來對(duì)不同傳感器的信息進(jìn)行合成。采用證據(jù)理論具體合成法則公式，合并不同證據(jù)體獲得的基本可信度分配，使之成為總體基本可信度具體分配，也就是新證據(jù)體，然后按照置信度獲得具體評(píng)價(jià)結(jié)果。

3 結(jié)語

對(duì)使用年限比較長(zhǎng)的油田采氣管線和集氣站里面的設(shè)備腐蝕具體機(jī)理與采氣管線安全評(píng)價(jià)進(jìn)行研究是非常有必要的，可以給采氣廠所采用的安全防護(hù)措施和安全生產(chǎn)與制定合理的管理制度提供一定的有效依據(jù)，從而促進(jìn)采氣廠實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)以及穩(wěn)定地運(yùn)行的目的。

[1]黃輝,馬紅蓮,何仁洋等.硫化氫對(duì)天然氣管線內(nèi)腐蝕的影響分析[J].管道技術(shù)與設(shè)備,2014,(3)：34-36,51.