唐亮，孫冰

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務(wù)分公司，天津 300452)

隨著海洋石油112 FPSO服役時間增加，由于防海生物裝置電解液防海生物的性能差，加上不同海域海水環(huán)境的差異(如泥沙等)影響了海生物殺滅的有效性，海水系統(tǒng)管線出現(xiàn)腐蝕穿孔，海生物堵塞換熱器，閥門內(nèi)漏等問題。

海洋石油112海水系統(tǒng)主要包括消防水系統(tǒng)、海水冷卻系統(tǒng)和防海生物污染系統(tǒng)，從系統(tǒng)運(yùn)行情況來看，海水冷卻系統(tǒng)的問題更突出，因此，以海水冷卻系統(tǒng)(見圖1)為切入點(diǎn)討論海水腐蝕問題。防海生物裝置的性能在特殊區(qū)域效果不好，可以嘗試藥劑對海生物在系統(tǒng)內(nèi)附著產(chǎn)生積極影響，需要在現(xiàn)場安裝SWD海水消散劑注水設(shè)備。

圖1 海水系統(tǒng)流程

1 在海水系統(tǒng)防腐蝕方面的應(yīng)用

防海生物裝置的工作原理[1]：電解的離子殺死海生物幼蟲，并在海水系統(tǒng)管線容器內(nèi)部形成一層保護(hù)膜阻止海生物在海水系統(tǒng)內(nèi)部吸附長大，污染海水系統(tǒng)。SWD海水消散劑的工作原理：直接在海水系統(tǒng)管線內(nèi)部，容器內(nèi)部形成一層保護(hù)膜，防止海生物幼蟲吸附在海水系統(tǒng)內(nèi)部，并在海水系統(tǒng)內(nèi)長大，影響海水系統(tǒng)的正常運(yùn)行，但是不能殺死海生物幼蟲，沒有任何類似于氯離子等電解離子對海水系統(tǒng)管線的腐蝕[2-4]。對海水系統(tǒng)進(jìn)行SWD海水消散劑現(xiàn)場注入試驗(yàn)。

SWD海水消散劑是一種保護(hù)海水冷卻系統(tǒng)不受污染的高效的消散劑。維護(hù)高效系統(tǒng)的冷卻能力，實(shí)質(zhì)上是保護(hù)海水冷卻系統(tǒng)不被微生物(細(xì)菌)或海生物(貝類、海藻類等)污染[5-6]。

當(dāng)使用海水消散劑后，可以預(yù)防海生物的污染，防止海生物吸附在換熱設(shè)備上[7]。

1.1 海水消散劑的特點(diǎn)

1)高效消散。

2)氣味淡。

3)應(yīng)用設(shè)備簡單，費(fèi)用低。

4)濃縮液體。

5)pH中性。

1.2 海水消散劑在海水管道防腐中的優(yōu)點(diǎn)

1)有助于系統(tǒng)保持設(shè)計導(dǎo)熱率。

2)不需要持續(xù)使用和監(jiān)測。

3)操作簡便。

4)不需大的投資或高額維修費(fèi)用。

5)應(yīng)用簡單。

6)費(fèi)用有效。

7)對絕大多數(shù)金屬無腐蝕。

8)安全地應(yīng)用在海水系統(tǒng)。

1.3 應(yīng)用方案

1.3.1 預(yù)清洗

在使用海水消散劑之前，需要先對海水冷卻系統(tǒng)進(jìn)行清洗。假如系統(tǒng)已經(jīng)污染，海水消散劑只能影響現(xiàn)在新的海生物，但不能驅(qū)散已經(jīng)吸附在系統(tǒng)內(nèi)海生物。為了達(dá)到預(yù)期的效果，應(yīng)當(dāng)去除已經(jīng)吸附的海生物。由于海水系統(tǒng)一直處于運(yùn)行狀態(tài)不能中斷，預(yù)清洗非常困難，但可以尋找機(jī)會采取相應(yīng)的保護(hù)措施。

1.3.2 消散劑投注

DREWSPERSE SWD海水消散劑可以通過定量給料裝置注入到海底門，每100 t海水投0.6 L，持續(xù)1 h[8]。最佳的投藥點(diǎn)能夠把稀釋的藥液注入到海底門過濾器，藥液將與海水冷卻系統(tǒng)所有海水接觸混合。推薦最少每3天投藥1次。海水泵排量為2 571 m3/h，需要注入15.5 L/h，每年共需要1 860 L。

1.3.3 消散劑投注設(shè)備參數(shù)選擇

現(xiàn)場試驗(yàn)1套水力射流定量注入裝置——SWT-2(見圖2)的實(shí)際性能。

圖2 射流注入裝置

噴射注入裝置:最大為48 L/h, 操作壓力20～100 N；手動開/關(guān)控制,費(fèi)用低。

2 在其他油田的經(jīng)驗(yàn)

2.1 其他平臺的經(jīng)驗(yàn)

自2003年，渤海灣有一海上設(shè)施開始應(yīng)用海水消散劑，消散的效果非常好，海水系統(tǒng)的狀態(tài)和以前相比得到改善，隨后又一海上設(shè)施在已有的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，試驗(yàn)海水消散劑，效果也非常好。

2.2 可借鑒的經(jīng)驗(yàn)和選擇

基于2個海上設(shè)施注入海水消散劑消散海生物的成功經(jīng)驗(yàn)，考慮到貝類、螃蟹、海蜇和蝦等較大海生物可以被海水泵入口的濾網(wǎng)攔截，假如體積較小的海生物，可以自由通過濾器，進(jìn)入海水系統(tǒng)并尋找適宜生長的地方，堵塞換熱器盤管，甚至影響正常操作。安裝雙聯(lián)過濾器將攔截過濾海藻、貝類、蝦等固體海生物，可以有效保護(hù)原油換熱器。注入海水消散劑是目前海水系統(tǒng)狀態(tài)下的一個選擇。

3 在海洋石油112 FPSO上的注入和評估

3.1 執(zhí)行計劃

投藥裝置安裝在泵艙內(nèi)，投藥點(diǎn)在5個海底門處(利用原來的防污染系統(tǒng)管線投藥)。

在注入海水消散劑之前清洗原油換熱器過濾器和主機(jī)海水冷卻器過濾器，并作為檢查海生物吸附情況的觀察點(diǎn)。

按照海水系統(tǒng)所有海水泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的排量2 571 m3，需要注入17.28 L/h的消散劑，注入持續(xù)時間需要1 h， 海水溫度較高每2天注入1次(5—10月)，海水溫度低時5～7天1次(1—4、11—12月)。

海水消散劑注入1個月后，重新清洗原油換熱器過濾器和主機(jī)海水冷卻器過濾器，看是否有海生物吸附在過濾器內(nèi)部的表面上，來判斷海水消散劑是否有效。

如果沒有海生物吸附在過濾器表面或其他管線內(nèi)部，就正常使用海水消散劑。

3.2 執(zhí)行情況

注入海水消散劑正式時間在4月1日，海水溫度開始逐漸升高，比較適合海生物的生長，為了防止海生物在海水系統(tǒng)中生長，海水消散劑注入周期調(diào)整為注入1次/天，1次/h。

3.3 評估

在海水消散劑注入之前，海底門過濾器內(nèi)的海生物生長比較旺盛，絕大多數(shù)吸附在過濾器的內(nèi)部，清理比較困難(見圖3)；在注入海水消散劑注入后，盡管有體積較大的海生物，但是沒有吸附在過濾器的內(nèi)部(見圖4)，注入藥劑前后的照片可以清晰地反映出海生物污染情況。

圖3 海水消散劑注入前濾器

圖4 海水消散劑注入后濾器

對比注入SWD 海水消散劑前后照片，可以看出海生物牢固地吸附在過濾器內(nèi)部并大量生長；注入海水消散劑后，過濾器內(nèi)部雖然有體積較大的貝類，沒有海生物吸附的現(xiàn)象。SWD 海水消散劑控制海生物有效，限制了海生物在海水系統(tǒng)內(nèi)的過濾器、管線內(nèi)部的吸附。

3.4 建議優(yōu)化措施

雖然海水消散劑在海洋石油112 的海水系統(tǒng)得到了應(yīng)用，但仍然需要采取一些措施，保證海水系統(tǒng)安全運(yùn)行。

1)改造海水泵入口濾器確保其工作正常，海生物將被過濾和攔截在海水泵之前，避免對海水泵造成損害。

2)在其他海水用戶的海水管線上增加過濾器。

3)定期清洗海水泵入口濾器和海水用戶的過濾器，收集好相關(guān)信息。

4)繼續(xù)監(jiān)測海水消散劑的效果。

5)摸索出最佳的投藥量，降低海水消散劑的使用費(fèi)用。

6)建立海水消散劑監(jiān)測評估機(jī)制，包括過濾器清洗，在海水溫度較適合海生物生長的季節(jié)，海生物是否可以控制住，消除對海水系統(tǒng)用戶的影響，并降低對海水管線的腐蝕。

4 結(jié)論

通過3個月的SWD海水消散劑注入試驗(yàn)，海水系統(tǒng)未出現(xiàn)海水消散劑注入前出現(xiàn)的海水管線穿孔泄漏等類似事故，保證海水系統(tǒng)正常運(yùn)行。

結(jié)合其他海洋平臺的成功經(jīng)驗(yàn)，海水消散劑的防腐效果在海洋石油112的海水系統(tǒng)上再次得到驗(yàn)證。今后在渤海灣淺水區(qū)域油田開發(fā)時，在設(shè)計階段可以考慮增加SWD海水消散劑注入方式作為海水系統(tǒng)防腐的一個選項(xiàng)。