油田集输管道穿孔特征与成因探讨

1 穿孔类型
根据金属腐蚀机理可知，金属腐蚀可分为均匀腐蚀、孔蚀、丝状腐蚀三种。

油田在用金属管道也分为同样类型，按照腐蚀点在管道上的位置可分为外腐蚀管道和内腐蚀两种。

根据腐蚀原理又可分为化学腐蚀和电化学腐蚀两种。

在以上的分类中，孔蚀、电化学腐蚀和内腐蚀是出现最多、分布最广泛且很难预测的穿孔类型。

而管道施工工艺、管道金属等级，敷设环境矿化度是引起孔蚀的主要原因，敷设地类、输送介质是引起电化学腐蚀的主要因素。

根据大庆油田第五采油厂第三油矿某基层采油队2016年生产数据分析统计得到以下数据：仅2016年掺水管道穿孔97处，集油管道穿孔31次。

集输管道材质主要为无缝钢管。

土壤pH较高，主要在8.5左右分布，这种环境很易将Ca2+离子以Ca（OH）2形式析出发生结垢。

土壤中矿化物含量较高，含有大量可与金属发生反应的离子，能够引起管道垢下腐蚀从而发生管道穿孔。

2 穿孔成因
引起管道穿孔的原因大体可分为两种，环境原因和输送介质原因。

具体包括土壤含盐量、土壤湿度、pH值、环境温度、造成的电化学腐蚀穿孔、管沟内积水、管道埋深、防腐层破坏、管道焊接质量、硫酸盐还原菌的腐蚀等，管道内腐蚀与油井采出液含水、含砂、流动状态有关。

管道输送介质流速低时易于还原菌的生长，粘度增大造成流速降低，还原菌富集腐蚀管道内表面。

同时油气水三相流的流态，工作压力的变化，均可将平流造成紊流、涡流，增大对管道内壁的冲刷作用，破坏管道稳定性。

3 特征
3.1 管道类型-穿孔频次
掺水管道和集油管道穿孔频率相当，掺水管道略高于集油管道。

掺水管道内输送介质腐蚀性要比集油管道内输送介质腐蚀性高。

而集油管道内由于有掺水伴热，比掺水管道内离子含量高，同时由于套管伴生气的存在，并且运行压力比掺水管道运行压力低，多方面因素共同作用造成介质流态由平流变为紊流，物理冲击作用增强。

加之大量长期的管道堵漏作业导致其物理-化学环境发生较大改变，酸碱平衡和氧化性都受到了不同程度的影响。

这导致集油管道穿孔比例增加。

老管道比新管道穿孔次数和穿孔类型要多。

老管道大多数是由于管道堵漏等生产性维护造成的嗜铁-厌氧性细菌代谢、原电池腐蚀以及结垢有关。

同时由于多次电焊焊接作业等工艺流程改造导致管道保护层被破坏，加大了管道与敷设地类环境的接触比表面积，受雨水、pH值、氧化还原作用的控制加强，腐蚀速率加剧。

新管道穿孔多与砂眼和介质腐蚀性及温度压力有关。

集输过程中，存在平流，过渡流，段塞流和紊流等流动形态，段塞流会不断产
生局部涡流，涡流会对腐蚀部位造成冲击破坏。

段塞流内会带进气体，形成气泡产生较大的冲击作用，加剧局部的破坏。

输送介质中的氯离子具有半径小的特点，容易被吸附在管道内表面，造成点蚀，流体冲击加剧腐蚀点与化学腐蚀共同作用是管道穿孔的一种主要形式。

从集油与掺水管道输送介质离子比值可知，集油管道的离子除硫酸根外，各项指标均大于掺水管道，微生物含量比掺水管道高出400%。

水质中钾、钠离子含量较低，碳酸氢根和钙、氯离子含量较高，大庆油田地类整体程弱碱性 ，碱性越高，钙离子越容易以微溶于水Ca（OH）2形式沉淀析出，这在一定程度上为微生物富集繁殖提供了有利环境，加剧了管道的腐蚀速率。

结垢后，管道内输送介质的流动状态会因为管内壁的光滑度降低而更容易引起局部涡流，对其造成冲击加强，涡流在管道内壁不断作用，提高了物理破坏力。

3.2 季节性
根据该区块的历年生产数据分析统计得到以下数据：管道穿孔多发生在季节冷暖交替之间，具有明显的规律性。

大庆油田地区年最大温差在50~70℃之间。

昼夜温差在冬春交替和秋冬季之间会扩大，管道由于热胀冷缩，在一天之中不断由于热胀冷缩造成管道金属疲劳极易发生管道穿孔。

3.3 集中性
管道焊缝处由于没有进行超声波无损检测，多存在焊接质量不良，存在气孔，砂眼等，同时由于焊条与管道金属活性不一致，极容易在焊缝处形成微型原电池腐蚀管道，加之管道质量原因等多重因素共同作用极易造成管道在焊缝处经常发生穿孔，严重时可发生连片穿孔。

4 结束语
在集输管道穿孔的众多成因中，内部腐蚀、管道输送介质、昼夜温差以及敷设地类和焊接质量是主要的影响因素，加之油田生产中堵漏等管道日常维护过程中保护层的破坏以及自然降水等环境因素中的底部积水、焊接材质与管道的金属活性的差异，均造成了管道穿孔的加剧。

因此，尽量排净管道敷设环境内的积水，优化管道施工工艺，利用超声波等无损探伤检测管道焊缝质量，焊条金属活性要尽量接近管道金属活性，减小其金属活性差异，从而减小原电池型化学腐蚀。

新埋管道应做好内外防腐等手段皆是延长管道使用寿命较好的方法。

参考文献 
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油田集输管道穿孔特征与成因探讨
陈涛
大庆油田有限责任公司第五采油厂 黑龙江 大庆 065600
摘要：通过分析杏南某区块管道的穿孔规律，结合其所处地面高程、敷设地类、管道施工工艺、输送介质等因素，定性讨论该区块管道腐蚀的分布规律，研究发现，管道腐蚀具有很强的规律性。

关键词：集输管道 穿孔 成因 特征
195。