石油學(xué)會(huì)-塔河油田腐蝕與防護(hù)-(2014.4.23) - 副本

塔河油田油氣管線腐蝕與防護(hù)概述匯報(bào)人：羊東明二〇一四年四月西北分公司采油二廠匯報(bào)提綱一二三匯報(bào)提綱

塔河油田防腐工作開(kāi)展塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述

塔河油田腐蝕控制對(duì)策西北分公司采油二廠

塔河油田油藏超深、超稠、高溫、高鹽、高硫化氫雅克拉氣田氣藏超深、高壓、高溫、高二氧化碳、高礦化度邊底水一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述塔河油田地理位置

塔河油田位于新疆維吾爾自治區(qū)

地處塔里木盆地北部中國(guó)第一個(gè)古生界海相億噸級(jí)大油田

油氣集輸管線：8247.31km

（2839條）聯(lián)合站5座污水處理站6座天然氣處理站8座油氣外輸首末站9座計(jì)轉(zhuǎn)/計(jì)量站106座材質(zhì)：20#、20G、16Mn、L360、L245、L290、L245NS、雙金屬?gòu)?fù)合管、非金屬等一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述原油處理天然氣處

理單井

加熱沉降脫水節(jié)流膨脹制冷脫烴油氣集輸處理系統(tǒng)塔河油田高CO2平均：2.96%，最高82.9%(TK1030)高H2S平均：5027mg/m3，最高：126279mg/m3高CI-12～18萬(wàn)mg/l溶解氧平均：0.2mg/l，最高0.6mg/l低pH5.2～6.0雅大氣田高CO2平均：3.1mg/l，最高：5.87mg/l10萬(wàn)～14萬(wàn)mg/l低pH5.0～6.6高CI-強(qiáng)沖刷平均：5.2m/s，最高：8.87m/s一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述四高一低兩高一低一強(qiáng)內(nèi)腐蝕環(huán)境土壤環(huán)境影響土壤電阻率高，不含硫酸鹽還原菌，腐蝕環(huán)境較弱；

內(nèi)腐蝕穿孔導(dǎo)致土壤局部含鹽量和含水量增加，腐蝕環(huán)境增強(qiáng)雜散電流干擾腐蝕外加電流陰極保護(hù)系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)直流雜散電流和油氣管道與高壓交流輸電線路平行或交叉共用“走廊”，存在雜散電流干擾，整體雜散電流干擾腐蝕不明顯，其強(qiáng)度還達(dá)不到排流的要求標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)值存在雜散電流≥2.5mv/m0.5~2直流10V2.34~3.67交流管線環(huán)境土壤溫度受季節(jié)溫度和晝夜溫差變化構(gòu)成溫差腐蝕電池，溫度升高，腐蝕反應(yīng)速度增加檢測(cè)項(xiàng)目檢測(cè)值分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)腐蝕性等級(jí)腐蝕行為評(píng)價(jià)土壤電阻率(Ω?m)58>50弱弱pH值7.5堿性土壤弱弱土壤含水率（％）17.712-25強(qiáng)強(qiáng)土壤總含鹽量（％）1.1150.5-1.2強(qiáng)強(qiáng)土壤細(xì)菌0SRB弱弱外腐蝕環(huán)境西北分公司采油二廠一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述開(kāi)發(fā)過(guò)程防腐工開(kāi)展晚

開(kāi)發(fā)歷經(jīng)開(kāi)發(fā)試采、穩(wěn)定高產(chǎn)、遞減低產(chǎn)腐蝕歷經(jīng)孕育期、發(fā)展期、高發(fā)期碳酸鹽儲(chǔ)層酸壓改造產(chǎn)生CO2、稠油采輸注水替油、伴水降粘引入“溶解氧”2007年防腐工作起步，2008年加注緩蝕劑2009年開(kāi)始典型腐蝕治理工作三個(gè)階段產(chǎn)量遞減，負(fù)荷降低，流速偏低，油水密度差大造成油水分離分層底部積水客觀因素腐蝕條件腐蝕環(huán)境

高H2O、高CO2、高H2S、高Cl-、低pH的“四高一低”特點(diǎn)采出液共性開(kāi)發(fā)中后期生產(chǎn)方式腐蝕動(dòng)力油氣集輸管線系統(tǒng)穿孔均勻腐蝕速率0.06mm/a穿孔點(diǎn)腐蝕速率4.6mm/a以上開(kāi)發(fā)生產(chǎn)與腐蝕發(fā)生一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述CO2-H2S-H2O-Cl--O2不同開(kāi)發(fā)區(qū)塊不同開(kāi)發(fā)階段不同開(kāi)發(fā)層系不同生產(chǎn)方式CO2、Cl-、O2變化不大H2S、CO2自東向西增加H2S含量自東向西升高CO2含量自東向西升高CO2-H2S--H2O-Cl--O2共存復(fù)雜腐蝕環(huán)境體系下內(nèi)腐蝕為主、外腐蝕為次;點(diǎn)腐蝕為主、均勻腐蝕為次塔河油田腐蝕特征一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述

腐蝕介質(zhì)含量各異腐蝕規(guī)律特征相同

總體表現(xiàn)：四形貌、七集中、六多發(fā)點(diǎn)孔洞狀腐蝕四形貌溝槽狀腐蝕串狀連續(xù)發(fā)育點(diǎn)腐蝕潰瘍狀腐蝕七集中含水高

服役長(zhǎng)運(yùn)行負(fù)荷低注水間開(kāi)伴水輸送強(qiáng)沖刷86.6%68.6%78.3%58.4%92.8%管線交匯插入處29.7%塔河油田腐蝕特征一、塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述六多發(fā)管線內(nèi)壁底部管線下游端管線對(duì)接焊縫處管線高程差處管線為螺旋焊管管線輸送距離長(zhǎng)98%43.5%68%81.3%95.8%66.8%中質(zhì)、重質(zhì)原油區(qū)塊腐蝕規(guī)律與含水率大于30%有關(guān)

稠油、超稠油腐蝕規(guī)律與含水率大小關(guān)聯(lián)不太大，H2S含量高低影響腐蝕孕育期、發(fā)展期塔河油田腐蝕特征西北分公司采油二廠匯報(bào)提綱一二三匯報(bào)提綱

塔河油田防腐工作開(kāi)展

塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述

塔河油田腐蝕控制措施二、塔河油田防腐工作開(kāi)展緩蝕劑防護(hù)技術(shù)應(yīng)用

端點(diǎn)加藥、中部補(bǔ)充系統(tǒng)保護(hù)、優(yōu)化加量跟蹤調(diào)整、擴(kuò)大應(yīng)用清管預(yù)膜、階段批處理單一法:失重掛片聯(lián)合法：失重掛片為主+電阻在線為輔配套化學(xué)離子分析法“系統(tǒng)抓、抓系統(tǒng)”工作方針平均腐蝕速率0.036mm/a最大點(diǎn)腐蝕速率0.29mm/a腐蝕監(jiān)檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)波定位C掃描、漏磁超聲波測(cè)厚二、塔河油田防腐工作開(kāi)展腐蝕控制和腐蝕治理技術(shù)針對(duì)管線點(diǎn)腐蝕問(wèn)題，采取自主研發(fā)和引進(jìn)吸收相結(jié)合技術(shù)路線分別應(yīng)用

99.5%固含量雙組分無(wú)溶劑環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)涂層、集氣非金屬管纏繞碳纖維防靜電技術(shù)、HDPE內(nèi)穿插修復(fù)技術(shù)、碳纖維補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，風(fēng)送涂層擠涂修復(fù)技術(shù)等有效控制了腐蝕問(wèn)題，取得了很好的效果。非金屬內(nèi)涂層非開(kāi)挖在線修復(fù)擠涂球涂層壓縮空氣涂料封堵球“系統(tǒng)抓、抓系統(tǒng)”工作方針二、塔河油田防腐工作開(kāi)展設(shè)計(jì)指標(biāo)耐蝕性

點(diǎn)腐蝕速率降低30%以上經(jīng)濟(jì)性

管材成本增加10%以下力學(xué)性能

等同或大于現(xiàn)用20#合金化

增加耐蝕金屬精煉20#降低有害雜質(zhì)最佳添加Cr、Cu、Mo合金元素控制P、S含量開(kāi)發(fā)思路研發(fā)9種材料與20#耐蝕對(duì)比實(shí)驗(yàn)CSiMnPSCrPcmCeq0.06-0.090.25-0.350.4-0.6≤0.015≤0.0031.0-1.20.13-0.200.32-0.43相對(duì)20#抗腐蝕性提高30%、制管成本增加9%力學(xué)性能執(zhí)行

GB/T8163-2008輸送流體用無(wú)縫管點(diǎn)腐蝕速率降低37.8%

均勻腐蝕速率降低11.0%BX245-1CrBX245-1Cr研發(fā)管材

二、塔河油田防腐工作開(kāi)展襯管采用2mm耐蝕合金316L/825，優(yōu)異耐腐蝕性能基管采用8mm碳鋼20#優(yōu)異機(jī)械力學(xué)性能堆焊封焊焊接關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)界面優(yōu)選接頭優(yōu)選焊接工藝界面冶金結(jié)合成本高機(jī)械結(jié)合襯里復(fù)合管

復(fù)合接頭堆焊工藝缺陷機(jī)械復(fù)合封焊工藝接頭對(duì)接焊縫晶間腐蝕出現(xiàn)氬弧焊打底+手工電弧焊焊接高H2S/CO2天然氣田集輸管網(wǎng)用雙金屬?gòu)?fù)合管（SY/T6855-2012）高C02環(huán)境、高H2S環(huán)境天然氣集輸管線抗沖刷腐蝕彎頭腐蝕速率降低5.0796mm/a腐蝕速率降低1.746mm/a雙金屬?gòu)?fù)合管管材

二、塔河油田防腐工作開(kāi)展

22Cr、高壓玻璃鋼、316L﹥13Cr、06Cr13、1Cr13﹥3Cr、L360、16Mn局部點(diǎn)蝕局部點(diǎn)蝕表面光潔均勻腐蝕表面光潔表面光潔均勻腐蝕固化工藝：全芳香胺固化環(huán)氧管；抗溫90℃（維卡軟化溫度150℃

）連接方式：本體承插粘接、與金屬管范斯通轉(zhuǎn)換法蘭機(jī)械連接結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：0.25-0.5mm厚富含環(huán)氧樹(shù)脂內(nèi)襯，增強(qiáng)耐沖蝕腐蝕、耐化學(xué)腐蝕防靜電設(shè)計(jì)：制管加入碳黑與玻璃纖維同纏繞

高C02環(huán)境、高H2S、高流速環(huán)境天然氣集輸管線關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)材質(zhì)耐腐強(qiáng)弱排序高壓集氣玻璃鋼管技術(shù)

二、塔河油田防腐工作開(kāi)展補(bǔ)強(qiáng)材料：高強(qiáng)粘合劑、纖維包裹、填料（自配）補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)：高強(qiáng)粘合劑+填料+碳纖維包裹（9層）

安全系數(shù)：設(shè)計(jì)壓力4.0MPa的1.25倍；安全年限：20年管段選?。?號(hào)站DN350外輸管線0-1.0m裂紋檢測(cè)：超聲波無(wú)損探傷補(bǔ)強(qiáng)寬度：焊縫兩側(cè)20-30cm，熱影響區(qū)缺陷及缺陷擴(kuò)展寬度“五環(huán)四軸”纏繞層技術(shù)使管線焊縫部位原有裂紋缺陷不再擴(kuò)展，管線焊縫裂紋缺陷薄弱部位的具有了承壓能力強(qiáng)度（拉伸應(yīng)力379.98MPa、剪切應(yīng)力422.45MPa）碳纖維外補(bǔ)強(qiáng)修復(fù)技術(shù)碳纖維補(bǔ)強(qiáng)材料管道填平樹(shù)脂二、塔河油田防腐工作開(kāi)展在原金屬管道內(nèi)插入一條高密度聚乙烯管，形成內(nèi)襯管防腐性能與原金屬管道機(jī)械性能合二為一“管中管”復(fù)合結(jié)構(gòu)輸送溫度管材材料＜60℃HDPE/高密度聚乙烯管＞60℃HTPO/高溫度聚烯烴管聚乙烯內(nèi)襯修復(fù)管道施工技術(shù)規(guī)范（SY/T4110-2007）材料優(yōu)選施工應(yīng)用范圍穿孔孔徑≤4×4cm鋼鐵骨架存在且修復(fù)后承壓級(jí)別不變腐蝕管線聚乙烯內(nèi)穿插修復(fù)技術(shù)“U”型穿插：間隙配合、PE管熱脹恢復(fù)，漲貼管壁，“O”型穿插：過(guò)盈配合、內(nèi)襯修復(fù)工藝，PE管記憶性能恢復(fù)，與管壁緊緊結(jié)合。

等徑壓縮→“O”型穿插

二、塔河油田防腐工作開(kāi)展通過(guò)擠涂球和封堵球攜帶涂料，在空壓機(jī)推動(dòng)下，在管內(nèi)壁形成連續(xù)均勻的三層防腐涂層結(jié)構(gòu)，達(dá)到修復(fù)管線擠涂球涂層壓縮空氣涂料封堵球鋼質(zhì)管道內(nèi)壁穿孔孔徑≤1×1cm鋼骨架存在且修復(fù)后承壓級(jí)別降低腐蝕管線應(yīng)用范圍涂層風(fēng)送擠涂修復(fù)技術(shù)擠涂結(jié)構(gòu)：聚合物砂漿加強(qiáng)層＋無(wú)溶劑環(huán)氧過(guò)渡層＋無(wú)溶劑環(huán)氧防腐層涂層結(jié)構(gòu)聚合物砂漿加強(qiáng)層無(wú)溶劑環(huán)氧過(guò)渡層無(wú)溶劑環(huán)氧防腐層總厚度涂層厚度mm2.5-30.4-0.53-4粘結(jié)強(qiáng)度MPa≥0.22≥1.0≥5二、塔河油田防腐工作開(kāi)展溶劑型環(huán)氧涂料（固含量≤95%）無(wú)溶劑環(huán)氧涂料（固含量≥99.5%）漆膜中殘留揮發(fā)性溶劑--針孔漆膜成膜內(nèi)應(yīng)力較大--鼓泡、脫落成膜過(guò)程完全一次交聯(lián)反應(yīng)--無(wú)揮發(fā)成膜前后收縮率極低--內(nèi)應(yīng)力低

缺限

優(yōu)勢(shì)內(nèi)涂層比選項(xiàng)目對(duì)比（干膜厚度500um）無(wú)溶劑涂料（≥99.5%）溶劑型涂料（≈95%）單價(jià)（萬(wàn)元/噸）146材料成本（元/平米）180163綜合造價(jià)（元/平米）268250有效防腐年限（年）≥10510年內(nèi)需要更新的次數(shù)0210年內(nèi)材料成本（元/平米）18032610年內(nèi)造價(jià)成本（元/平米）268500經(jīng)濟(jì)對(duì)比無(wú)溶劑液體環(huán)氧涂料技術(shù)噴涂技術(shù)成膜均勻、附著力、強(qiáng)縫隙死角補(bǔ)口技術(shù)內(nèi)窺視、小車補(bǔ)口涂覆技術(shù)西北分公司采油二廠匯報(bào)提綱一二三匯報(bào)提綱

塔河油田防腐工作開(kāi)展

塔河油田腐蝕現(xiàn)狀概述

塔河油田腐蝕控制對(duì)策

腐蝕常常在不知不覺(jué)間造成金屬的破壞，而防腐蝕工程又很難收到“立竿見(jiàn)影”的效果，因而防腐工作往往引不起人們足夠重視。

塔河油田在油氣集輸管線防腐工作上，采取多種措施并舉，高發(fā)的腐蝕現(xiàn)象得到有效控制，腐蝕增速?gòu)?87%下降到-12.1%，形成了塔河油田特色的自主研發(fā)和引進(jìn)吸收并舉的腐蝕防護(hù)工藝技術(shù)，為油氣集輸管線腐蝕與開(kāi)展提供了技術(shù)借鑒。油氣田腐蝕控制措施

被動(dòng)腐蝕治理主動(dòng)腐蝕防護(hù)事后腐蝕分析事前防控分析控制腐蝕量變控制腐蝕質(zhì)變?nèi)?、塔河油田腐蝕控制對(duì)策油氣田腐蝕控制措施

強(qiáng)化源頭防腐設(shè)計(jì)從可研源頭抓起從規(guī)劃源頭抓起從設(shè)計(jì)過(guò)程抓起

制定三年滾動(dòng)防腐規(guī)劃措施和效益結(jié)合、治標(biāo)與治本結(jié)合單獨(dú)設(shè)立防腐專篇同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投產(chǎn)正確選擇耐蝕材料

合理設(shè)計(jì)管線結(jié)構(gòu)

合理地使用防腐層

合理使用陰極保護(hù)

合理添加緩蝕劑合理建立監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)提前治理高腐蝕風(fēng)險(xiǎn)管線

三、塔河油田腐蝕控制對(duì)策油氣田腐蝕控制措施