油气田腐蚀防护技术综述

[收稿日期]2008-08-05 [作者简介]吕瑞典(1956-),男,1982年大学毕业,教授,现从事石油矿场机械的教学和科研工作。油气田腐蚀防护技术综述

吕瑞典,薛有祥 (西南石油大学,四川成都610500)

[摘要]通过查阅大量油气田腐蚀防护相关文献,总结归纳了油气田经常使用的腐蚀防护技术,简要介绍

了一些防腐新技术,并对油气田的腐蚀防护提出了些许建议,旨在提高油田腐蚀防护水平,加强腐蚀防

护研究与应用,为安全生产提供一个强有力的支撑。

[关键词]油气田;腐蚀防护;防腐技术;技术研究;井下设备

[中图分类号]T E980[文献标识码]A [文章编号]1000-9752(2008)05-0367-03

1 油气田腐蚀防护

油气田腐蚀往往造成重大的经济损失、人员伤亡和环境污染等灾难性后果,1969年英国H oar 报告报道,英国每年因腐蚀造成的经济损失估计不少于23165亿英镑[1]。我国对腐蚀损失统计表明,腐蚀造成的损失占国民经济的3%,对石油石化行业约在6%左右[2]。据国外权威机构估计,如果腐蚀技术能够得到充分应用,腐蚀损失的30%~40%是可以挽回的[1]

。由此可见,提高腐蚀防护技术,加强腐蚀防护的研究与应用,不仅为安全生产提供一个强有力的支撑,而且给石油工业带来巨大的经济效益。笔者通过总结,归纳出了目前油气田应用的7种主要腐蚀防护技术,并对油气田如何采用腐蚀防护措施提出拙见。2 腐蚀防护技术在油气田的应用

油气田腐蚀类型众多,腐蚀状况严峻。其腐蚀有3个显著的特点:气、水、烃、固共存的多相流腐蚀介质;高温或高压环境;H 2S 、CO 2、O 2、Cl -

和水为最主要的腐蚀介质。现场一般采用如下7种腐蚀防护措施。

211 正确选材

根据油气田实际腐蚀因素,正确选材对降低事故发生,提高工作效率意义重大。

如长庆油田[3]针对油井油管腐蚀穿孔断裂十分严重的状况,选用了高Cr 、M o 低S 、P 耐腐蚀合金油套管,以提高井下管柱的抗蚀能力。同时应用添加化学药剂、腐蚀恶劣的油井下永久性封隔器(油套环空充满含缓蚀剂液体)、缩短酸洗时间、建立腐蚀监测系统、丛式井组套管阴极保护、环氧冷缠带锌阳极套管和井下点滴加药等技术配合使用,延长了油管寿命[4]。

212 涂层与镀层

涂层与镀层是当今世界上应用最广泛最有效的防腐措施,在油气田防腐中更为普及。

河南油田[5]在产能及配套建设项目管理、设备、容器的内外防腐工程中研制了H Y -007涂料,该涂料具有技术指标优异、固化速度快、毒性低、成本低等优点,使用价值优于环氧类涂料。并配合H A 型共聚物底胶、低压聚乙烯制造了共聚物底胶聚乙烯三层PE 防腐结构。

胜利油田纯梁采油厂[6]采用H T515涂料,应用钢管内壁挤涂法防腐工艺,通过除锈、刷底漆、清管、挤涂、通风、最终挤涂完成等工序,在注水站至配水间的主水管线上使用效果较好,满足了生产要#

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Journal of Oil and Gas Technology (J 1JPI) Oct 12008 Vol 130 No 15

求。胜利油田油建公司[7]采用橡胶硫化技术,对埋地钢管进行外腐蚀防护。该技术具有绝缘和耐介质腐蚀性好的特点,1144mm 厚的橡胶防腐层检漏电压高达10kV,耐盐水浸泡,特别适合土壤含盐量高的油田地区使用。

213 电化学保护法

电化学保护法一般分为外加电流阴极保护法和牺牲阳极保护法2种。

孤东油田[8]随着注聚合物驱采出液中聚合物的含量增加,光杆腐蚀问题日趋严重,经现场调研,采用牺牲阳极保护法(镀锌)防止光杆腐蚀,效果十分明显。光杆通过热镀锌处理可以有效地将钢基体与含聚合物采出液分离,避免钢基体腐蚀损坏,当锌层局部破损后,附近的锌层能对裸露的钢基体起到牺牲阳极的阴极保护作用,避免了钢基体的局部腐蚀。

214 改进工艺

渤南油田[9]采用抽油杆扶正器、连续抽油杆及产出介质中加缓蚀剂技术,对抽油井进行偏磨防腐。在抽油井偏磨严重井段,合理采用碳纤维新型材料,有效地避免了抽油杆对油管的偏磨,即节省杆、管材料费用,又克服了以往易断脱现象,还延长了油井的生产周期。文留油田[10]抽油井偏磨严重,经过现场研究分析,推广使用尼龙扶正器、旋转节箍式扶正器、旋转井口、防腐节箍式扶正器、牺牲阳极油短节、油管锚定和防腐抽油杆等一系列针对性措施,有效地减缓了偏磨腐蚀对抽油井的破坏,延长了检泵周期,并创造性地实现了一井多技术搭配运用,成效显著。

215 化学药剂

油气田使用的化学药剂一般是缓蚀剂、杀菌剂、除硫剂、除氧剂和PH 值调节剂等。

西南油气田分公司

[11]自行开发研制的GP -1型缓蚀剂对抑制H 2S 、CO 2腐蚀的能力得到进一步提高,而且其油溶性、稳定性、存储性好,已应用于多个内腐蚀较严重的管段,良好效果。中原油田[12]集输管线腐蚀以垢下腐蚀为主,CO 2、Cl -、S 2-和SRB 、TGB 是引起集输管道腐蚀的介质因素,Cl -对垢下腐蚀起着催化和促进作用,腐蚀因素复杂。对此,中原油田采用在集输管道的上游建加药站,端点加药和连续投加缓蚀剂杀菌剂技术。加药后介质中的总铁含量平均减少66%,H 2S 含量平均减少62%,杀菌率达95%以上,缓蚀率达75%以上,管线穿孔数量明显降低,平均下降62%,取得了较好的防腐效果。

216 控制杂散电流[13]

随着直流电气化铁路地发展,油气田应加强其产生的杂散电流对埋地金属管道腐蚀的研究。据东北输油管理局统计,东北地区的长输油管道的腐蚀穿孔事故有80%是由杂散电流引起的。目前一般采用开展杂散电流干扰腐蚀综合治理、排流保护、管道均压、加强日常维护等防护措施,对重点地段管道腐蚀进行风险评估,以确保油气管道安全运行。

217 使用非金属材料

目前油气田使用的非金属材料以玻璃钢为主。它具有重量轻、强度高、耐腐蚀、成型好和实用性强等优异性能,是石油化工防腐工程中不可缺少的材料。

文留油田[10]应用玻璃钢抽油杆技术后,可在不增加抽油机悬点载荷的情况下加深泵挂。对低能量

腐蚀相当严重的抽油井,利用玻璃钢抽油杆加深泵挂,达到了节能、防腐、提液的良好效果。1996年在四川磨溪气田也成功应用了玻璃钢油管

[14]。塑料内衬钢管[15]也是一种很实用的耐腐蚀管线,有很宽的适用范围和较好的技术经济效益,能够有效地解决多种油田管线的腐蚀问题,近年来在石油工业管线防腐中已有所应用。

3 正在发展中的腐蚀防护新技术

北京金天伟业科技发展有限公司[16]开发的无机防腐新技术是热喷涂玻璃釉涂层。这种涂层是当今世界上防腐性能最为优越的一种材质,可在自来水、污水、化工、石油、天然气及市政建设等多种领域中使用,是永不老化的防腐材料,在管道输送行业,特别是油气输送方面,前景良好。

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