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        流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐方案分析

        2017-03-04 15:11:28高奇中海石油中國有限公司深圳分公司廣東深圳518000
        化工管理 2017年21期
        關(guān)鍵詞:不銹鋼工藝區(qū)域

        高奇(中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳518000)

        流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐方案分析

        高奇(中海石油(中國)有限公司深圳分公司,廣東深圳518000)

        流花16-2區(qū)域油田群井下產(chǎn)出物中含有H2S和CO2,為了在工程設(shè)計(jì)階段確定合適的工藝管線防腐材料,工程籌備組以實(shí)驗(yàn)室模擬的腐蝕試驗(yàn)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),從技術(shù)和成本最優(yōu)化的角度,對流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐方案進(jìn)行了分析論證。

        流花16-2;工藝管線;防腐

        流花16-2區(qū)域油田群位于中國南海珠江口盆地,距離香港約240Km,早期方案中僅包括流花11-1三井區(qū)油田和流花16-2油田,兩個(gè)油田相距33 Km,其中流花11-1三井區(qū)油田水深約330m,流花16-2油田水深約400m。流花11-1油田井下產(chǎn)出物中H2S含量高,流花16-2油田井下產(chǎn)出物中CO2濃度大,在此工況下,普通碳鋼工藝管線極易發(fā)生局部腐蝕穿孔,為了確定流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐選材,工程籌備組以實(shí)驗(yàn)室模擬的流花16-2區(qū)域油田群工藝管線腐蝕試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),結(jié)合在役生產(chǎn)的流花油田老設(shè)施腐蝕失效評估報(bào)告以及南海東部海域近年來管線防腐的成功經(jīng)驗(yàn),開展了流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐措施的論證工作,本著經(jīng)濟(jì)實(shí)用的原則,從防腐措施的效果及成本兩方面進(jìn)行了對比分析。

        1 流花16-2區(qū)域油田群工藝管線腐蝕機(jī)理

        對于流花11-1三井區(qū)油田,井下產(chǎn)出物為典型的H2S、CO2及高礦化度水共存的腐蝕環(huán)境,腐蝕主要失效形式為點(diǎn)蝕、坑蝕及穿孔。

        對于LH16-2油田,井下產(chǎn)出物中雖然不含H2S,但符合高CO2、高鹽和高溫特征,腐蝕主要失效形式為局部點(diǎn)蝕。

        2 流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐選材評估

        流花11-1三井區(qū)油田井下產(chǎn)出物屬H2S+CO2共存特性,依據(jù)行業(yè)規(guī)范NACE MR0175,普通碳鋼管材發(fā)生開裂的H2S臨界分壓為0.3 Kpa,不銹鋼316L的推薦使用溫度不超過60oC,同時(shí)CL-濃度和CO2分壓也是影響管線腐蝕的重要因素,基于目前國際上成熟的H2S+CO2共存介質(zhì)工況下管線防腐選材評估標(biāo)準(zhǔn),對于LH11-1三井區(qū)油田而言,CO2分壓大于20Kpa,H2S分壓大于0.3Kpa,顯然選用普通碳鋼管材不適合工藝管線的防腐要求,雙向不銹鋼管材是技術(shù)最優(yōu)選擇。

        LH16-2油田井下產(chǎn)出物屬高溫CO2+CL-共存特性,CO2分壓大于20Kpa,極端操作工況溫度達(dá)110oC,CL-濃度達(dá)2%,超過了不銹鋼316L點(diǎn)蝕的最高溫度,普通碳鋼管線在此工況下也會發(fā)生嚴(yán)重的局部腐蝕。

        3 流花16-2區(qū)域油田群工藝管線腐蝕模擬試驗(yàn)結(jié)果

        針對流花16-2區(qū)域油田群井下產(chǎn)出物特性,工程籌備組選擇了裸A106B管材、106B+內(nèi)涂層、不銹鋼316L、雙向不銹鋼2205、超級雙相不銹鋼2507共5種管線材料進(jìn)行了720小時(shí)高壓反應(yīng)釜模擬腐蝕試驗(yàn)。

        根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,A106B碳鋼材料雖然可以抗H2S開裂,但存在明顯的腐蝕,結(jié)合目前在役的流花FPSO工藝管線腐蝕失效案例,如果裸A106B材料應(yīng)用于流花16-2區(qū)域油田群工藝管線,存在局部點(diǎn)蝕穿孔的風(fēng)險(xiǎn);不銹鋼316L在110oC即發(fā)生點(diǎn)蝕,這也和南海東部海域其它油田曾經(jīng)發(fā)生的不銹鋼點(diǎn)蝕穿孔實(shí)例相吻和;106B+內(nèi)涂層、雙相不銹鋼2205及超級雙相不銹鋼2507均可滿足流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐要求。

        4 流花16-2區(qū)域油田群工藝管線防腐解決方案

        基于腐蝕試驗(yàn)結(jié)果,針對流花16-2區(qū)域油田群的工藝管線防腐,推薦三種解決方案,即升級管線材料、管線內(nèi)涂層及添加緩蝕劑。

        (1)升級管線材料

        升級管線材料作為最直接的防腐措施,是整個(gè)行業(yè)比較認(rèn)可的方法,但成本壓力較大,通過對裸A106B、A106B+內(nèi)涂層、2205、2507及316L等不同管線材料的成本分析,如果把管線材料從A106B升級到雙相不銹鋼2205,其成本大約增加3倍,所以本項(xiàng)目不推薦大面積采用升級管線材料的防腐方案。

        (2)管線內(nèi)涂層

        管線內(nèi)涂層防腐工藝早在1997年就在南海東部海域流花油田首次使用,當(dāng)時(shí)流花油田是H2S+CO2+CL-共存的腐蝕失效,采用防腐煤焦油環(huán)氧涂料內(nèi)涂層,效果比較明顯,但由于這種涂料防水滲透性及耐磨性能較弱,加之環(huán)保原因未能大面積推廣使用。隨后2008年南海東部海域西江油田采用了普通環(huán)氧玻璃鱗片涂料內(nèi)涂層,因耐高溫性能受限及當(dāng)時(shí)落后的施工工藝,防腐效果未能大幅提升,直到2010年之后,新型的乙烯基玻璃鱗片內(nèi)涂層開始在南海東部海域設(shè)施大量使用,海上生產(chǎn)工藝管線腐蝕失效才得以有效遏制。近期還有一種納米塑料鋼涂料正逐漸在南海東部油田獲得使用,其防腐效果還有待工程實(shí)踐的檢驗(yàn),所以在南海東部海域,內(nèi)涂層工藝是較為經(jīng)濟(jì)和有效的防腐措施。

        管線內(nèi)涂層施工需要專業(yè)的施工和檢驗(yàn)設(shè)備,4吋及以上管線采用噴涂,2-4吋采用澆涂,如采用乙烯基玻璃鱗片涂料,最高可耐溫130OC。對于增加內(nèi)涂層的管線,法蘭面需特殊處理,另外對每個(gè)管段的長度、彎頭及支管的數(shù)量也有一定的限制。

        (3)添加緩蝕劑

        由于化學(xué)藥劑只在特定的溫度流速范圍內(nèi)才會發(fā)揮防腐效果,而生產(chǎn)流程工況復(fù)雜多變,即使投用足量的緩蝕劑也不可能完全治理流花16-2區(qū)域油田群工藝管線的腐蝕失效,且勢必給后續(xù)的生產(chǎn)操作造成很大成本壓力,所以本項(xiàng)目不推薦采用添加緩蝕劑的防腐方案

        5 結(jié)語

        綜合不同管線材料和不同防腐措施的性價(jià)比分析,對于流花16-2區(qū)域油田群高H2S含量、高CO2含量、高鹽高溫的井下產(chǎn)出物特性,推薦采用裸A106B碳鋼+內(nèi)涂層的工藝管線防腐方案,內(nèi)涂層建議采用新型乙烯基玻璃鱗片涂料。

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