浅论地面管网管线腐蚀原因及延长使用寿命的有效措施

浅论地面管网管线腐蚀原因及延长使用寿命的有效措施
【摘要】：油田管网集输广泛采用的单井集输流程为并联式集输流程，也就是将所有生产油井产出的油、气、水通过管线汇集到一起输送至联合站。

管线由于长期深埋在地下以及频繁地开关井等各种腐蚀、水击、振动因素的影响时常出现管网穿孔，油、气、水渗漏的现象。

不仅造成大量油水井频繁停井与污染环境事故的发生，使得职工的工作量及劳动强度大为增加；而且缩短了集输管网的使用寿命，影响了油水井的正常生产和油水井产量的完成。

【关键词】：管线管网；延长；寿命；穿孔；渗漏；污染；措施
胜利油田开发已经半世纪，随着开发过程的不断深入，地下油气水的分布状况发生了变化，含水越来越高，有的油层已经达到了90%以上。

地层中的腐蚀性介质不断的从原油中分离出来，这些腐蚀介质随油井采出的井液一起通过地面管线输送到联合站；以及注水站的污水输送到井口。

在输送过程中对地面管网管线必然会产生了很强的腐蚀性，从而造成地面管网管线穿孔、渗漏，造成油水井停产以及环境污染，造成人力、物力的大量损失。

一、造成地面管网管线腐蚀的原因
随着油田进入高含水开发后阶段，地面管网管线的使用年限已经很长，腐蚀老化严重的现象不可避免，管线穿孔时常发生。

如何来延长地面管网管线的使用寿命，是管理决策者所面对的难题及职工希望减少工作量的期盼。

因为地面管网管线穿孔后决策者必须及时到现场进行勘察分析、提出整改措施以及处理污染，促使决策人员的工作量大幅增加和劳动强度增大，职工希望少穿孔减小劳动强度。

通过分析观察，目前现场生产中造成地面管网管线穿孔的现象主要有以下几种原因：
1、管网管线的使用年限已经较长。

管线的使用已经接近报废期限，腐蚀严重，脱皮、氧化等现象大量存在。

使得管网管线一受到水力冲击载荷影响，某个薄弱节点就会被冲击破，从而造成穿孔。

2、随着油田地下油气水的分布状况变化，含水逐年升高。

地层中所含的H2S、CO2以及残酸、泥浆和固相颗粒等各种腐蚀性介质逐渐分离出来，这些介质在输送过程中对以钢铁为主的地面管线有很强的一腐蚀作用，使得地面管网的管壁越来越薄，当压力波动大时就出现穿孔或自然腐蚀穿孔；
3、油田进入高含水开发后期，为了提高采收率，各种增产措施的应用越来越广泛，如压裂、酸化、化学解堵等。

由于这些措施在施工过程中，配以各种化学药剂与地层以及井内管柱和地面管线的配伍性存在很大的差异，这些药剂会在地层中发生化学变化，生成了对地面管网管线有性的介质。

这些介质随油井采出的井液一起通过地面管线输送到联合站，在集输过程中对地面管网管线必然产生了一定的腐蚀作用，从而引起穿孔；
3、所用集输管网设备材料质量和施工质量的影响。

有的施工单位因利益驱使，使用废旧管网管线；为了节约成本，焊口只焊一遍。

这样，如果监督方没有监督到位，废旧的管线在极短的时间就会穿孔。

实践证明至少有30%的穿孔是由于此方面原因引起的。

4、地层出砂的影响。

在油田开发过程中随着地层中油气水的不断采出，地层压力不断下降，地层出砂现象越来越严重。

地层中的沙砾伴随着采出的油气水在地面管线中流动，对地面管网管线进行冲击、磨损，使管线底部摩擦出沟槽，从而缩短了管网管线的使用寿命；
5、地面管网管线的自然环境影响。

管网管线在施工过程中地面情况复杂，经常出现跨越淤泥、沟渠、池塘、沼泽等自然环境。

由于这些环境多为盐碱地，矿物质含量高，由于管线长期裸露在野外，风吹雨淋日晒，其表面的防腐层很容易遭到破坏，腐蚀性的介质就会顺着破坏部位逐渐延伸，从而对地面管线造成由外向内的腐蚀。

6、污水水质的影响。

注水站所输送的污水矿化度高，含有CO/2、H2S成垢离子以及各种有机物和化学药剂。

这些成分对集输污水管网管线的腐蚀极大，也是引起穿孔的主要原因。

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二、现场管理中延续地面管网管线使用寿命的方法
1、补漏：补漏就是操作人员对漏点进行电气焊焊接，封堵漏点。

一年四季，无论严寒酷暑，只要地面管线出现穿孔，操作人员必须放空进行挖孔补漏。

这是对地面管线延长其使用寿命的暂时性的维护措施。

2、换管：换管是在局部施焊补漏无法使地面管线继续正常生产的情况下采取的一种更换管线的措施。

由于换管只是对相对腐蚀严重的管网管线进行局部更换而非全面更换的，这样会使没有更换部位穿孔现象还会继续发生。

3、带压堵漏：对于低压管线，一般多采用打卡子。

就是用在专用的卡子，垫上胶皮，利用螺丝的预紧力来拧紧卡子，达到堵住漏点的目的；对于高压干线多采用专用工具打钢带，达到堵注漏点的目的。

这两种方法都是暂时性的堵漏法。

卡子和钢带一遇外力破坏，随时都有重新穿孔的危险。

三、地面管网管线使用寿命缩短的原因
1、管网管线受力状况
现场管理中经常会遇到这种情况，当地面管线穿孔补漏或进行放空施工后不久地面管线就会出现再次穿孔的现象。

这种现象是因为油水井的各种生产状况引起的：如更换盘根盒、光杆，作业施工、焊补、换管等，需要对单井地面管线放空泄压来保证施工的顺利进行，施工完后再将管线冲压后恢复生产。

由于压力的
增减冲击，地面管线受到泄压与充压的影响，打破了地面管线原有的受力状况，在一收一扩的过程中给了地面管网管线造成损伤，频繁的进行泄压与充压严重的影响了地面管线的使用寿命。

特别是使用年限长的管线更加明显，加大了穿孔范围，甚至造成局部换管。

2、管网管线所受的自然状况
油井采出的井液粘度发生变化，油井出砂、结蜡等增加了得地面管线在输送井液时的压力与摩擦阻力增大，势必造成地面管线内径扩张，造成管线的强度降低，从而缩短了地面管线的使用寿命，造成穿孔、换管现象的发生。

3、管网管线本身质量及施工质量。

四、延长地面管网管线寿命的措施
1、加大监督力度，选用质量好的钢制管线，同时提高施工队伍的施工质量水平。

2、遇到如更换井口盘根盒、更换杆管等施工时要尽量杜绝单井地面放空，避免地面管线出现泄压与充压的情况出现。

通过大量的现场统计数据表明，管线在“一冲一泄”的冲击应力下，最容易受到磨损及腐蚀。

因此，在现场操作时无需将整个地面管线进行放空施工，最好将放出的井液利用小型回收罐将其回收即可，从而保护地面管网管线因压力变化造成的损伤，从而延长其寿命。

3、作业井洗井时，由于压力及排量大，对于地面管线老化的井应避免洗井进入干线。

应将洗井洗出的井液用回收罐进行回收；开井时应密切注意井口回压的变化，回压过高应及时停井，利用回收罐回收井液直至压力正常，避免因压力波动大造成穿孔来延长管线的使用寿命。

4、加强日常管理工作，及时录取油水井的回压与油样，加大巡检力度。

如果油井产出的井液发生变化，应及时观察压力，当压力发生明显的升高时应及时停井，并调整好地面掺水量，使回压降低到正常值。

特别是稠油井、结蜡井和没有掺水的井应加密录取压力与油样，应密切注意压力的变化，如压力持续上升应及时停井分析原因，避免地面管线超压工作，来延长其使用寿命；
5、加强职工业务素质能力，提高其管理水平。

通过技能培训及业务学习，使现场职工的操作水平不断提升，从而避免误操作，人为的造成地面管网管线憋压，使得地面管线超压工作而产生穿孔等损坏现象，这样也有利于延长地面管线的使用寿命。

参考文献
1.刘明亮.油气管线防腐检测的探索和思考2008
2.丁鹏.海底管线安全可靠性及风险评价《中国石油大学》2008。