普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术

长期 处 于高 硫 、高碳 及高 压 的运行 工况 环境 下 ，腐 应评分权重 。内腐蚀指标下设介质腐蚀和控制措施 个 蚀行 为 复杂 。科学 评价 腐蚀 风 险 、采 取有 效方 法 ２ 二 级 指 标 。根 据 酸 气 管 道 腐 蚀 机 理 和影 响 因 控 制系 统腐蚀 是 普光气 田集输 系统 运行 管理 的重要 素 ，介 质腐 蚀包 括介 质成 分 、电化 学腐 蚀 、硫化 物 应 力腐 蚀 、氢致 开裂 、运 行 、积液 影 响及硫 沉 工况 内容 。
有 现象 。 １ ２ 腐 蚀风 险评 估模 型 ．
腐 蚀泄 漏风 险采 用定 量 预测 的方法 ，将 集输 管 网划分 为若 干管 段 ，对 每段管 道进 行风 险评 价 ，从
腐蚀 泄漏 风 险是反 映腐 蚀失 效 概率 和泄漏 危 害 而 得到 整个 管 网的相 对腐 蚀风 险分 布 ，相对 腐蚀 泄
【 黄雪松 ，陈长风 ，郑树 启 ，等 ．高 含硫气 田集输 管材耐腐蚀 评 ３ ］
价［ ．油气 田地 面工程 ，２ １ ，３ （ ） ７ ２ ． Ｊ ］ ０ １ ０ ５ ：２ － ８
采 用 电指 纹 （Ｓ Ｆ Ｍ）技 术 ，在 管道 距 离 阀室 最 近 的一 道焊 缝表 面安 装探 针 电阻矩 阵 ，测量 管道 壁 厚 变 化 。集输 管 道 共 设 置 ２ 个 Ｆ Ｍ监 测 点 ，采 样 ９ Ｓ
式 中 Ｐ为腐蚀失效概率 ； Ｃ为泄漏危 害 ；ａ ， 人 式检 测装 置 ，实 现管道 积 液外 部在 线检 测 ，检测 为 一 级 指标 权 重 ； Ｃ 为 一 级 指 标 评 分 结 果 ； ＨＬ 准确率 ＞９％。现场 检 测表 明 ，清 管后 管道 内部积 ５ 为 泄漏 冲击指 数 ； Ｄ， ， 为人 员 中毒指数 。 液 逐 步 累积 ，主要 发生 在 Ｕ型 、Ｖ型及 上倾 等 管路
具有 极 强 的腐 蚀性 ，对 集 输系统 的安全 运行 构成严 立 集输 管道 腐蚀 泄漏 风 险评 估模 型 。
根据腐蚀 环境类别 ，将腐蚀指数 划分为 内腐
个 漏 后果 严 重 。普 光气 田采 用湿 气 集 输工 艺 ，管道 蚀 、土壤 腐蚀 和 大气 腐 蚀 ３ 一 级指标 ，并 赋予 相
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ０ — ８ ６２ １ ．． ０ ｏ： ． ９ｊｓ ． ６ ６ ９ ．０ ２７０ １ ９ ．ｓ ０ ４
普 光 气 田天然 气 高含 ＨＳ Ｃ 。 。和 Ｏ ，酸 性 天然 气 重威 胁 ；同时 ，气 田地 形 复杂 、人 口稠 密 ，腐蚀 泄
的综合 指标 ，针对普 光 高含硫 天 然气集 输 特点 ，建
基金论文 ：国家科技重大专项 “ 高含硫气藏 安全 高效开发技术” （０ ８ Ｘ ５ １ ） ２０Ｚ ００７。
油． 田地面工程 （ｔｐ Ｉ ｃ ｈｔ ：
，． ｔ ｍ ｃ ｏ Ｗ ｙ ｄ ຫໍສະໝຸດ Baidu ． ｍ） ｑ Ｃ
一７ １—
第 ３ 卷第 ７ （０ ２ ７ 生产 管理） １ 期 ２ １． ）（ ０ 漏 风 险按下 式计算
３
测 ，均 未 发现 明显腐 蚀缺 陷 。
∑以 Ｃ
Ｒ ＝ ＰＣ ＝ １一 生
２ ３ 积液 控制 ．
为 防止集 输 管道 严 重积 液 ，每 月 进行 １ 管 道 次
清管作业 ，并对清出液体进行化学测试 ，分析介质
成 分 与腐蚀 性 。研 制超声 、红外 两种 管道 积液 非介
有效 。 ２ ２ 内腐蚀 监测 ．
【 付建 民，陈国明 ，龚金海 ，等．高含 硫天然气集气 ＿ 艺生 产 １ ］ Ｔ ［
管泄放 安全分 析［．油气 田地面工程 ，２ ０ ，２ １ ） ０ ３ ． Ｊ ］ ０ ９ ８（ １ ：３ － １ ［］ ２ 魏辉荣 ，熊金平 ，赵景茂 ，等．Ｈ ／Ｏ 环境 中矿化度对 Ｌ ６ ＳＣ 。 ３０钢 腐 蚀行为的影响［ ．腐蚀与防护 ，２ １ ，３ （ Ｊ １ ０ ０ １ 增刊 ） １ ９ ． ：９ － ４
问题 最为突出。腐蚀泄漏风险是反映腐蚀 失效概 率和泄漏危 害的综合指标 ，针对普光高含硫天
然 气集 输特 点 ，建 立集 输 管道 腐蚀 泄漏 风 险评 估模 型 ，普光 气 田投 产 之初 对 集 输 管 网进 行 了腐
蚀 风 险评 价 ，分 析 工 况条件 下的 腐蚀 风 险和 趋 势 ，制 定 缓蚀 剂 、腐蚀 监 测 、智 能检 测 、积液 检 测 和 阴极保 护 的腐蚀 综 合控 制 方 案 ，并 在 生产 过程 中不断优 化 。 同时 ，成 立技 术保 障站 ，专 门
第 ３ 卷第 ７ （０２ ７ 生产管理） １ 期 ２ １ ． ）（ ０
普光高含硫气 田集输管道腐蚀风险评估与控制技术
刘 德 绪 王 晓 霖 龚 金 海 中 原石油勘探局勘察设计研究院
摘 要 ：管道 腐 蚀影 响 因素众 多 ，就 普 光 集输 管道 而 言 ， 高含 硫 天 然 气介 质 引发 的 内部 腐蚀
［ 欧莉 ，李 时杰 ，苏 国丰．普光气 田地面集输 系统的 内腐蚀 控制 ４ ］ 与监￣ ．中国工程科 学，２ １ ，１ （ ） ４ － ４ ． Ｊ］ Ｌ Ｊ ０ ０ ２ ９ ：１ ２ １ ４ ７ ７
【 一作 者 简 介】 第 刘德 绪 ：教 授 级 高级 工程 师 ， １８ ９ ３
负责 集输 系统 腐 蚀 管理 ，严格 执行 腐蚀控 制 方 案 和作 业 规程 。 气田投 运 一年 半 以来 ，集 输 管道
平 均腐蚀 速 率为 ００ ９ｍｍ／ ，腐蚀风 险相 对较 低 ，腐蚀控 制 方案 有效 。 ． ５ ａ
关键 词 ：高含硫 天然 气 ；集输 管道 ；腐蚀 风 险 ；腐 蚀 控制
１ ３ 评 估 结果 ．
起伏 区域 ，定期 清管 可 以有效 清 除积 液 ，从 而降低
基 于上述 方法 ，开发 酸气 集输管 道 腐蚀 风险评 管 道冰 堵 、水击 等特殊 工 况及 其危 害 。
价与管理系统 ， 包括数据管理 、腐蚀风险评估 、腐 ２ ４ 阴极保 护 ． 蚀速率预测 和腐蚀控制决策 ４ 个模块。气 田投产初 普光气 田地形复杂 、气井分散 ，集输采用枝状 期对 集输 管 道进行 腐蚀 风 险评估 ，以集气 站 为参考 管 网 ，干线 管道 同沟敷设 ，管路起 伏 曲折 ，穿 跨越 点将集输管网划分为 １ 段 ，根据生产运行情况评 结 构多 ，集 气站 、阀室 间距 短 ，这些 都给 阴极 保护 ８
辅 区域 保 价 各段 管道 的腐蚀 泄 漏风 险 。 由于气 田投运 时间 不 带 来 较 大 困难 。采 用 强 制 电流 ＋ 助 阳极 ＋ 智 长 ，生 产运 行平稳 ，腐蚀控 制 措施较 全 面 ，集 输 管 护＋ 能 监测 的阴极 保 护 方案 ，站 内恒 电位 仪 设计
网腐蚀泄漏风险分布均匀且整体处于低风险水平 。
业 时根据 地形 条件 及 时调整压 差 ，控 制清 管器运 行 腐蚀 风 险相对 较低 ，腐 蚀控 制方 案有 效 。 速度 在 ２～４ｍｓ ／，保证 涂 膜 均匀 有效 。生产 过程 连 参 考文 献 续 雾 化 注 人 Ｃ一 １０ 缓 蚀 剂 ，并 将 加 注量 逐 渐 提 Ｉ ２４ 升 至 ０７ ． ０×１ Ｌｍ。 证 管 网 内缓 蚀 剂 浓 度持 续 ０ ／ ，保
１ ％。 ０
泄 漏危 害指 数是 含硫 天然 气泄 漏后 果 的综合 反
相 同时存在 ，腐蚀行为更加复杂 ；⑤在一定温度 、 映 ，包 括 泄漏 冲击 和人 员 中毒 ２ 指标 。泄 漏 冲击 个 压力 条 件下析 出单 质硫 ，加 剧管道 腐蚀 。 通 过 预ｉ 天 然气 泄 漏 扩 散 范 围评 估 火 灾 或 爆 炸 后 贝 ４ 生产过程 中，上述影响因素共同存在 ，特别是 果 ，人 员 中毒通 过预 测硫 化氢 浓度 分布 评估 管道 周 积液和单质硫对管道造成的腐蚀危害是普光气 田特 边 人身 安全 。
多管线 同时供 电和辅 助供 电功能 ，管 道进 出站 设 置
腐蚀失效概率分析表明 ，内腐蚀是导致酸气管 绝 缘法 兰 和氧化 锌 电涌保 护 器 ，同 时对智 能测 试桩 道腐蚀失效的主要原因 ， 需要长期加强管道内腐蚀 进 行 防爆 和防漏 处理 。通 过 上述措 施 ，管 网阴极保 护率达 １ ０ ０ ％，保 护度 ＞８ ％。 ８ 监 测控 制与 管理 。
频率 ４ ，每月对 Ｆ Ｍ监测数据进行对 比分析 ，确 年毕业于 中国石油 大学 （ ｈ Ｓ 华东）石油工程专业，现 定各 线路 管 道 的均匀 腐蚀 速率 ；同时 ，在集 气站 场 任 中原油 田设计院总工程 师、普光气田天然气技术 采 用 腐蚀 挂 片 、 电阻探 针 及线 性 极化 探 针 等 手段 ， 管理部 副主任 。 实时监测输送介质腐蚀情况 。此外 ，每隔 １ ２ — 年 进 行 １ 管 道智 能 检 测 ，对管 道 的几 何 变形 、腐 蚀 次 缺陷进行检测 ，评估管道腐蚀情况与剩余强度。 目 前 ，已完 成投 产 前 和投 产后 一 年共 ２ 智能 清管 检 次
１ 管道腐蚀风 险评估
１ １ 腐 蚀 影响 因素 ．
积 影 响 ７ 三 级指 标 和相 应评 分 标准 ；控制 措施 是 个
生 产 运行 过 程 中腐 蚀 管 理 的综 合 反 映 ，包 括 缓 蚀
剂 、腐 蚀监 测 、内检 测 、积液 控制 、硫 沉 积控制 及 管道腐蚀影 响因素众多 ，就普光集输 管道而 运行管理 ６ 个三级指标和相应评分标准。土壤腐蚀 言 ，高 含硫 天然 气介 质引 发 的内部腐 蚀 问题 最为 突 指 标 包括 土壤 环 境 、外 防腐 层 和 阴极保 护 ３ 个二 级 出 。在高压 、高硫及多介质共存 的集输工况条件 指 标 、８ 三 级指 标 和相 应 评分 标 准 。大 气腐 蚀 指 个 下 ，管 道 内腐 蚀 影 响 因素 主要 有 ：① 天 然 气 高 含 标 包 括环 境暴 露 、大气 类 型及外 防腐层 ３ 二级 指 个 Ｈ。和 Ｃ （ 平 均含 量 为 １ ． ％，Ｃ 均 含 量 标 、７ Ｓ ０ ＨＳ ５１ ６ Ｏ平 个三级指标和相应评分标准 。３ 个一级指标 为 ８６ ％） ． ４ ，介 质 ｐ Ｈ值 较 低 ，化 学 腐 蚀 相 对 严 重 ； 满 分 均 为 １０ ，综合 考 虑 国 内外高 含硫 气 田腐 蚀 ０分 ② 高压 、高硫 环境 ，增 加 了管道 硫化 物应 力腐 蚀 风 失 效原 因 ，结合 普光 集输 特 点 ，设 置一 级指 标 的评 险 ；③ 介质 中的氯离 子浓 度 、矿化 度变 化影 响腐蚀 分权 重 ：内腐蚀 ６％，土壤腐蚀 ２ ％，大气腐 蚀 ５ ５ 速 率 ；④ 湿 气 集 输 过 程 中 ，凝 析 水 析 出 在 管 道低 处 ，积 聚形成 积 液 ，加 剧 系统腐 蚀 ，由于气 、液 两
２ 腐蚀控制管理措施
２ １ 缓蚀 剂加 注 ．
３ 应用效果
普光气田投产之初对集输管 网进行了腐蚀风险
针 对湿 气集 输工 艺 ，普光 气 田集输 管道 采用 抗 评 价 ，分 析工况 条 件下 的腐 蚀 风险 和趋势 ，制定 缓 硫管材＋ 缓蚀剂作为内腐蚀的首要控制方案。生产 蚀 剂 、腐 蚀监 测 、智能 检测 、积 液检 测 和 阴极 保 护 过 程 中 ，结 合集 输 系统运 行情 况 ，不 断调整 缓蚀 剂 的腐 蚀 综 合控 制 方 案 ，并 在 生 产过 程 中不 断优 化 。 加 注 工艺 和参数 ，确 保缓 蚀剂 安全 、高效 应用 。每
同时，成立技术保障站 ，专门负责集输系统腐蚀管
一
严格执行腐蚀控制方案和作业规程。气 田投运 月 对 集输 管 道进 行 １ 次缓 蚀剂 涂膜 作 业 ，利 用清 管 理 ， 年半 以来 ，集输 管道平 均腐蚀 速率 为 ００ ９ｍ ａ ． ｍ／， ５ 器夹带 ｃ一５ ５ Ｉ ４ 缓蚀剂在管道 内壁形成保护膜 ，作