吴起油田管线防腐治理可行性方案探讨

2023-02-13

吴起油田始建于1993年, 至今, 已经有二十余年, 一些油田原油集输管线、天然气管线和注水管线出现的腐蚀和破损情况为管线的安全和高效运行埋下了隐患。油田管线埋设地域的地质和土层内的微生物都会对管道进行侵蚀, 造成管线腐蚀。由此可以看出, 加强管材的防腐性能是管线防腐治理工作中最为重要的一环, 而如何有效的增强管材的防腐性也成为了石油建设中面临的一大问题。

一、吴起油田管线腐蚀原因的简析

1. 管道使用时间过久

每种人工制造材料都具有一定的使用年限, 区别在于时间的长久与短暂。油田管道同样具有一定的使用年限, 加之管道常年处于土壤层内或者是水流中, 管材与土壤中的微量元素发生化学反应或者是在水流中遭到微生物的侵蚀, 都极易加速管线的腐蚀。

2. 防腐层选择不当

管线的材料是决定其防腐性能的关键, 但是管道铺设的地点也是影响管线防腐效果的因素之一, 根据管材性质选择防腐层或者是依据防腐层来确定使用的管材都是较好的处理方式。但是在现实施工过程中, 总会因为一些客观因素在选择防腐蚀时出现失误, 为管材的安全使用和运行埋下风险隐患。经过常规探测检验, 发现吴起油田一些土壤层中含有化学元素Cl-、H+、SO2、CO2、O2等, 它们极易对金属造成严重的腐蚀效果。

3. 微生物腐蚀

埋地管道以金属性质的管道居多, 因而, 很容易遭受到土壤层中微生物的侵蚀, 它们通过参与金属材料的分解过程或者是加速化学反应使之产生硫酸之类的化学物质来腐蚀管道。

4. 微电池腐蚀

微电池腐蚀产生于特殊的条件下, 但不排除在吴起油田管线中它的发生率为0。吴起油田使用的管线大多为金属材质, 当管体内部金属结构有微量差异, 且一部分有生锈情况则很容易导致同一管材形成内部电流, 发生氧化反应进而腐蚀了管材。

二、吴起油田管线的防腐措施

1. 防腐机理

(1) 电化学作用

阻断金属材质的管道的内部电流反应是最好的电化学保护方式, 在管材的图层上中加入能够消除阳极的金属粉, 或者采用电化学反应装置消除电流反应, 从而保护管道机体不受电学化反应影响, 不易被腐蚀。

(2) 改变管材材质

现在很多专家提议将铬、镍作为油田管道管材的制造成分, 但是因为其成本较高, 用于管道传输难以回收成本, 因而在现实生管道铺设工程中, 较少采用管材来铺设油田管道。目前在我国各类工业中铺设管道使用较多的还是不锈钢结构的管材, 它因为成本低和良好的防腐蚀性被广泛应用。

(3) 屏蔽作用

针对土壤中的微生物腐蚀和化学物质的化学作用腐蚀, 目前国内主要的防腐措施是是在金属管线的表面涂上保护层, 形成耐腐蚀的保护层和氧化膜, 阻断管材和油田管线直接接触, 从而达到基本的防腐目的。

2. 防腐方案

(1) 选择防腐性质较好的管线

管线的材质决定着它防腐性能的优劣, 因而, 在管道铺设前就应当选择材质较佳的管线。如前文所言, 根据管材性质选择防腐层或者是依据防腐层来确定使用的管材都是较好的防腐处理方式。因而, 针对土壤性质不同的土壤应当选用不同材质的管线。吴起油田管线铺设地带二氧化碳含量较高, 由此可以选用含铬钢性质的管线。另外, 要注意在换铺管线时, 应当采用与原管线材质相同或者新式的防腐性能更佳的管材, 以减缓管材被腐蚀的速度。

(2) 完善防腐技术工艺

目前我国在石油管线防腐工艺的设计上面, 采用较多的方式为:在管线上涂装防腐层。这种方式在造价上和工艺要求上要求都较低, 且防性能好、原理简单, 因而也是在防腐设计上应用较多的方式之一。我国当前使用较多的覆盖保护层有:沥青类涂层、夹克涂层和环氧粉末涂层。

沥青类涂层主要是将沥青类物质的混合涂料乳液进行涂装, 如:烷烃。沥青类物质因为吸水性较差, 同油一样几乎不溶于水, 是一种天然的隔绝膜, 可以有效的防止土壤中的微生物和水对它的侵蚀。同时, 石油沥青对于酸性土壤和碱性土壤都具有良好的抗蚀能力, 屏蔽性较好。另外, 石油沥青是原油蒸馏后的残渣, 对于石油开采业来说, 就地取材, 不仅方便快捷, 还能节省建设投资成本, 不失为一种较好的涂装原料。

夹克涂层在油田管线中应用较多的是油田开采业的先锋——大庆油田。它主要的防腐原理就是通过聚乙烯涂层抵抗土壤中化学元素的侵蚀, 从而达到防腐的良好效果。而吴起油田由于其环境较为恶劣, 夹克涂层也可作为主要的防腐措施应用于管线涂层。

环氧粉末涂层主要针对的是电化学作用对管线的影响, 它是一种新型的涂料, 虽然涂层薄但是防腐性能较好。但是这也造成了它相较于其它涂层材料有着明显的劣势, 它的抗磨损性能较差。对于吴起油田恶劣的自然环境而言, 这种材料尽量减少应用, 但可以和其它涂层工艺结合使用,

(3) 加强管线防腐的基线检测

石油管线的防腐工作是一个长期的过程, 因而, 加强后期的监督管理和管线防腐基线检测是很有必要的。可以在管线发生腐蚀初期发现问题, 通过分析腐蚀原因, 可以采取相应措施解决问题, 防止腐蚀情况恶化。

结束语

综上所述, 石油作为重要能源, 其管线防腐治理是影响管线安全和高效运行的关键。因而, 在管线防腐治理工作中, 既要注意管道铺设前的管道涂层工作, 同时也要加强管线防腐的基线检测工作。

摘要：石油是当前我国最为重要的能源资源之一, 同时也被作为化工原料广泛的应用于有机化学工业领域, 石油的开发不仅缓解了能源紧张, 还有效解决了工业资源紧缺问题。但是油田往往会因为常年的勘探开发建设, 管线腐蚀严重从而严重影响了石油的管道传输作业。本文针对吴起油田的管线腐蚀问题, 提出相应的管线防腐治理方案, 以供业内参考之用。

关键词：吴起油田,油田管线,管线防腐,治理方案