油氣集輸管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)研究

1、油氣集輸管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)研究摘要：木文通過(guò)對(duì)汕氣集輸管道腐蝕結(jié)垢行為產(chǎn)生的機(jī)理和原因進(jìn)行詳細(xì)分析，明確介 質(zhì)中的腐蝕離了、氣體、礦化度等是造成腐蝕結(jié)垢的主要原因。在此棊礎(chǔ)上，提出涂層處理 技術(shù)、陰極保護(hù)技術(shù)、緩蝕劑技術(shù)、酸清洗技術(shù)等一系列管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)，以其有效 組織管道腐蝕結(jié)垢的發(fā)生，提高集輸管道使用壽命和油山開(kāi)采利益。關(guān)鍵詞：汕氣集輸管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)油氣集輸管道的腐蝕結(jié)垢行為嚴(yán)重影響了油田的止常生產(chǎn)，主要表現(xiàn)在：腐蝕結(jié)垢行為 會(huì)影響到油田地而設(shè)備和裝置，導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、冒油、跑油、滴油、漏油，甚至是泄漏、燃 燒、爆炸等嚴(yán)重事故危害。本文根據(jù)我國(guó)油山的一般性特點(diǎn)，對(duì)油氣集輸管道的

2、腐蝕結(jié)垢機(jī) 理和產(chǎn)生原因進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上基礎(chǔ)防腐結(jié)垢技術(shù)措施。一、集輸管道腐蝕結(jié)垢機(jī)理集輸管道腐蝕結(jié)垢行為的產(chǎn)生一般都是具冇低溶解度或難溶性鹽類(lèi)物質(zhì)生成，結(jié)垢物生 成決定于鹽類(lèi)是否飽和和結(jié)晶的生長(zhǎng)過(guò)程。冃前鮫為成熟的管道腐蝕結(jié)垢機(jī)理理論主要有三 種：1 物質(zhì)不相容理論。由于管道液體小含有的離子或氣體，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的腐蝕過(guò)程，產(chǎn) 生了不穩(wěn)定的物質(zhì)，這些物質(zhì)與管道液體不相容，進(jìn)行沉淀后就形成垢物。比如，水型為 nahc03的油氣井條件和含冇caci2的油田采出物混合輸送后就會(huì)在集輸錚道內(nèi)發(fā)生腐蝕 形成結(jié)構(gòu)物質(zhì)。2熱力學(xué)條件影響腐蝕結(jié)垢。油氣井開(kāi)采過(guò)程中，山于開(kāi)采和輸送環(huán)境的變化，集輸管 道內(nèi)壓

3、力下降，溫度上升可以導(dǎo)致輸送物質(zhì)的礦化度增高，腐蝕速率加快且容易結(jié)垢。3吸附理論。在發(fā)生腐蝕后，要形成結(jié)垢物經(jīng)歷析出、長(zhǎng)人和沉積三個(gè)過(guò)程。垢是晶體 結(jié)構(gòu)，集輸管道表面是凹凸不平的粗糙面，垢形成后會(huì)吸附在管道表面，然后以其為中心不 斷長(zhǎng)大形成密集的結(jié)垢物。二、集輸管道腐蝕結(jié)垢原因1.外腐蝕結(jié)垢原因集輸管道外腐蝕結(jié)垢主要指在其周用介質(zhì)環(huán)境的作用下，與環(huán)境屮的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反 應(yīng)、電化學(xué)變化等對(duì)悖道外壁造成的破壞產(chǎn)生結(jié)垢物。土壤是由一個(gè)固體、液體、氣體組成 的三相復(fù)雜壞境體系，是造成集輸管道外腐蝕結(jié)垢的主要推動(dòng)介質(zhì)。土壤中的水使土壤成為 導(dǎo)體，氧氣的存在和傳遞形成氧的濃度差，從而造成一個(gè)氧濃度差電池，

4、可以加快管道的腐 蝕速率。2內(nèi)腐蝕結(jié)垢原因油氣集輸管道內(nèi)腐蝕形成原因較多，主要在于油田開(kāi)采出的油氣中含冇多種物質(zhì)和離 子，這些物質(zhì)在管道中輸送時(shí)，不可避免地與管道內(nèi)壁金屬發(fā)生化學(xué)反應(yīng)作用，從而引起管 道內(nèi)壁腐蝕。油氣集輸輸送中，存在h2s、s02、c02. 02等氣體，以及ca2+、cl、 mg2+等離子，與管道內(nèi)壁作用產(chǎn)生腐蝕結(jié)垢物。2.1硫化氫(h2s)引起腐蝕h2s遇水容易分解形成電離反應(yīng)使金屬管道內(nèi)壁上的鐵物質(zhì)離了化，從而產(chǎn)生金屬硫 化物，導(dǎo)致集輸管道內(nèi)壁破壞。h2s不僅町以導(dǎo)致管道化學(xué)性破壞，其形成的硫酸具有強(qiáng) 烈的酸性，能夠造成金屬管道進(jìn)-步的腐蝕損壞。腐蝕過(guò)程中形成的鐵離了鹽結(jié)垢

5、就形成垢 物，粘附在管道內(nèi)表面。2.2so2引起腐蝕s02在管道屮與鐵、氧氣相互作用形成fes04,發(fā)牛水解反應(yīng)后形成游離狀態(tài)的酸， 可以加劇管道內(nèi)腐蝕速率的加快而形成新的fes04, fes04物質(zhì)從而水解進(jìn)行腐蝕，如此 反應(yīng)循環(huán)導(dǎo)致管道內(nèi)壁腐蝕加劇。2.3co2引起腐蝕集輸管道輸送介質(zhì)含有的c02引起電化學(xué)腐蝕與c02分壓、管道內(nèi)的溫度有關(guān)。在 溫度升高、c02分壓升高時(shí)，c02引起腐蝕加劇。大量腐蝕條件卜"，腐蝕形貌趨向于局部 腐蝕和坑狀腐蝕，促使結(jié)垢的形成。2.4介質(zhì)中的砂導(dǎo)致的磨損腐蝕油藏地層膠結(jié)疏松，開(kāi)釆時(shí)出砂量較大，采出液水含量大。在集輸管道輸送過(guò)程中，采 出液中的砂與

6、集輸管道內(nèi)表面摩擦，產(chǎn)生熱能促使集輸管道表面鐵分了活化，同時(shí)又市于采 出液中含有高礦化度的水，具有強(qiáng)腐蝕性，磨損地方極易被腐蝕。三、集輸管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)1外腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)從上述分析可以看出，結(jié)垢一般由于腐蝕產(chǎn)生，對(duì)腐蝕進(jìn)行控制即可以在很大程度上控 制結(jié)垢，外腐蝕結(jié)垢防護(hù)主要有腐蝕結(jié)垢涂層和陰極保護(hù)兩種方法。1.1涂層保護(hù)技術(shù)外腐蝕涂層保護(hù)技術(shù)主要是在集輸管道外舉涂上一層防護(hù)涂層，將集輸管道與外界環(huán)境 進(jìn)行隔離，避免發(fā)住腐蝕作用和沉積結(jié)垢行為。目前我國(guó)汕山管道防腐結(jié)垢涂層技術(shù)飛快發(fā) 展，環(huán)氧涂層(fbe)、三層聚乙烯(3pe)等是現(xiàn)在社會(huì)公認(rèn)的較好涂層技術(shù)。由環(huán)氧樹(shù) 脂材料、聚乙烯及固化劑

7、配合而成，粘結(jié)性能強(qiáng)，涂層密度高r表面粗糙度低，冇效耐腐蝕 和抗吸附結(jié)晶。1.2陰極保護(hù)技術(shù)陰極保護(hù)是防止集輸管道發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)腐蝕的電化學(xué)保護(hù)技術(shù),原理是將易腐蝕的金 屬變成電化學(xué)電池的陰極，同時(shí)加以肓流電流，促使發(fā)生陰極化，若金屬電位值小于某個(gè)特 定的值，則電位不會(huì)消失而促使腐蝕現(xiàn)象得到控制。陰極保護(hù)技術(shù)一般有犧牲陽(yáng)極法和強(qiáng)制 電流保護(hù)法兩種。2內(nèi)腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)內(nèi)腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)主要根據(jù)內(nèi)腐蝕結(jié)垢機(jī)理和原因進(jìn)行配對(duì)解決，冃前主要常用的集 輸管道內(nèi)腐蝕結(jié)垢防護(hù)技術(shù)如下：2.1緩蝕劑防腐防結(jié)垢技術(shù)緩蝕劑技術(shù)是指通過(guò)一種特有的可以印制或破壞金屬腐蝕結(jié)垢發(fā)牛過(guò)程機(jī)理的化學(xué)藥 劑，阻礙腐蝕結(jié)垢過(guò)程

8、的進(jìn)行。緩蝕劑作用機(jī)理有成膜機(jī)理、吸附機(jī)理、電化學(xué)機(jī)理，最主 要的機(jī)理是緩蝕劑能夠與造成內(nèi)腐蝕的離子、氣體等發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生不沉積吸附的物質(zhì), 從而減少金屬管道內(nèi)壁的腐蝕。緩蝕劑主要是起到催化作用，降低腐蝕速率，減少金屬管道 材質(zhì)損耗。2.2內(nèi)涂層及襯里防護(hù)技術(shù)內(nèi)涂層及襯里防護(hù)技術(shù)類(lèi)似于外腐蝕涂層技術(shù)，也是在集輸管道內(nèi)側(cè)增加一個(gè)涂層隔離 腐蝕發(fā)生，降低采出液介質(zhì)和金屬管道內(nèi)壁的接觸和化學(xué)反應(yīng)。腐蝕結(jié)垢防護(hù)效果較好，特 別是對(duì)高溫高壓管道、采出液復(fù)雜的管道等等夠起到較好的腐蝕防護(hù)效率。2.3分水處理和雙線(xiàn)輸送技術(shù)對(duì)采出液集輸系統(tǒng)進(jìn)行改造，在采出液進(jìn)行分水處理，先脫出游離水，再將脫出的游離 水進(jìn)

9、行沉降過(guò)濾、加藥處理和|叫注等，對(duì)脫水后的采出液再進(jìn)行集輸輸送。將集輸管道由單 線(xiàn)改為雙線(xiàn)，降低輸送流程壓力，合理調(diào)度流程壓力進(jìn)行輸送，定期対管道進(jìn)行清理除垢, 可以有效防止結(jié)垢產(chǎn)生。2.4釆用非金屬新型管道由于汕田采出液的礦化度高，含有氣體、離了等電化學(xué)腐蝕物質(zhì)和環(huán)境，可考慮將金屬 管道更換成非金屬聚乙烯管材、塑料管材等管道，避免介質(zhì)和金屬的反應(yīng)產(chǎn)住腐蝕和結(jié)垢, 可以有效防止集輸管道腐蝕結(jié)垢行為產(chǎn)生。2.5酸洗清理垢物對(duì)產(chǎn)牛大量結(jié)垢物的集輸管道進(jìn)行酸洗，清洗液屮多選擇含有多元酸和復(fù)合酸等酸性較 弱的酸洗液，將清洗劑輸入集輸管道中等待反應(yīng)一定時(shí)間，使結(jié)垢物反應(yīng)變成疏松粉狀物后, 再通過(guò)大量清水進(jìn)行沖洗。四、結(jié)束語(yǔ)油氣集輸管道腐蝕結(jié)垢防護(hù)是油田發(fā)展中一項(xiàng)持續(xù)性、艱難性的工作，腐蝕結(jié)垢技術(shù)的 選擇和使用要根據(jù)油氣管道中輸送介質(zhì)的性質(zhì)與管道所處的外界壞境進(jìn)行確定。由于油田開(kāi) 采性質(zhì)和現(xiàn)狀的特殊性，腐蝕結(jié)垢帶來(lái)的資源浪費(fèi)、損