普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术
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输油管道环境风险评估与防控技术指南输油管道是一种重要的能源运输方式,但同时也存在着环境风险。
为了保护环境和人民的生命财产安全,需要对输油管道进行环境风险评估和防控技术指南。
一、输油管道环境风险评估1. 环境敏感性评估在评估输油管道环境风险时,需要先进行环境敏感性评估。
这包括对区域内的自然资源、生态系统、人口、文化遗产等进行调查和分析,以确定哪些区域对于输油管道可能造成较大的影响。
2. 风险源识别在确定了可能受到影响的区域后,需要对输油管道周边的土地利用情况、地形地貌、气象条件等进行分析,以确定可能导致事故发生的因素和风险源。
例如,土地利用变化可能导致土壤侵蚀和水土流失等问题;地形地貌变化可能导致山体滑坡或崩塌等问题;气象条件可能导致暴雨或大风等天气灾害。
3. 风险评价通过对风险源进行分析和评估,可以确定输油管道可能面临的风险。
这包括对可能发生的事故类型、频率、潜在影响等进行评估。
例如,可能发生的事故类型包括泄漏、爆炸等;频率则取决于输油管道的运行情况和维护情况;潜在影响则包括对环境和人民的影响。
4. 风险管理在评估了输油管道可能面临的风险后,需要采取措施来管理这些风险。
这包括确定适当的监测和预警系统、制定应急响应计划、开展培训和演练等。
二、防控技术指南1. 输油管道设计输油管道设计时需要考虑环境风险因素,如地形地貌变化、气象条件等。
同时还需要考虑材料选择、施工质量等因素,以确保输油管道的安全可靠。
2. 输油管道监测为了及时发现输油管道存在问题,需要建立监测系统,对输油管道进行定期检查和维护。
监测系统应该覆盖整个输油管道,并能够实时监测输油管道的运行状况。
3. 应急响应在发生事故时,需要及时启动应急响应计划。
这包括确定事故类型、评估风险、组织人员和物资等。
同时还需要与当地政府和其他相关机构进行协调,以确保及时有效地处理事故。
4. 培训和演练为了提高应急响应的效率和能力,需要定期进行培训和演练。
这包括对应急响应人员进行培训和技能提升,并定期组织演练,以检验响应计划的可行性和有效性。
输气管线腐蚀检测和监测方法研究我国高含硫天然气资源十分丰富,在酸性气田的开采过程中,由于二氧化碳、硫化氢及元素硫等腐蚀介质的存在,会对地面集输管线造成严重的腐蚀,直接影响气田的安全、高效生产。
H2S和CO2共存条件下的强腐蚀性对含硫气田的生产带来一系列困难,井下油套管、地面管网、净化设备面临着腐蚀的严重威胁,防腐成为了含硫气田开发最大的难题之一。
开采过程中集输管线的腐蚀控制显得尤为重要,一旦集输管线由于腐蚀导致穿孔、破裂,发生天然气泄漏,不仅影响气田的正常生产,还会造成环境污染甚至灾难事故。
因此很有必要对管线腐蚀检测和监测进行研究。
标签:地面集输管线;H2S;CO2;1.腐蚀评价执行标准美国腐蚀工程师协会NACERP0775-2005-《油、气田生产中腐蚀挂片的准备、安装、分析以及试验数据的解释》中对腐蚀程度的划分进行评价,见表1。
2.腐蚀监测和检测2.1常用腐蚀监测方法通过在输气系统上选择合适的部位,以不同方式加注缓蚀剂或预膜,对比未加注与加注缓蚀剂后腐蚀速率、点蚀速率及水质的变化,可以直接评价缓蚀剂的缓蚀效果。
缓蚀剂的测试评定是对比金属在腐蚀介质中,有无缓蚀剂时的腐蚀速率,进而确定缓释效率、最佳加注量以及最优使用条件。
腐蚀监测指长时间对同一物体进行实时监视而掌握它的变化,气田集输系统腐蚀监测技术经过近二十年的发展,已形成了一系列的监测方法,例如:失重挂片法、电阻法、氢渗透法、线性极化电阻法、电化学噪音法、FSM法、电偶法、电位监测法等。
(1)失重挂片法失重挂片法是一种经典的监测腐蚀速率的方法,这种方法是把己知重量、尺寸规格和材质类型的金属试片放入被监测系统的腐蚀环境中,在经过一定已知时间的暴露期后取出,仔细清洗并处理后称重,根据试片质量变化量和暴露时间的关系计算平均腐蚀速率。
通过上述方法得到的是一段时间内总体平均腐蚀速率,该方法可以通过观察试后片的表面腐蚀形貌,分析其表面腐蚀产物成份,从而判定腐蚀的类型。
试论普光高含硫气田开发关键技术的应用发布时间:2021-08-25T09:23:06.127Z 来源:《工程管理前沿》2021年10期作者:陶敏[导读] 为了有效解决我国含硫气田开发中的技术问题,本文以普光高硫气田为例,探讨了含硫气田开发中的关键技术应用陶敏中原油田普光分公司采气厂四川达州 636156摘要:为了有效解决我国含硫气田开发中的技术问题,本文以普光高硫气田为例,探讨了含硫气田开发中的关键技术应用,为了澄清技术要求含硫气田的开发,解决传统硫化氢气田开发的问题,促进国内高硫气田开发技术创新工作,,为普光高含硫气田开采提供坚实的技术保障。
关键词:含硫气田;关键技术;硫化氢;开发引言:含硫气田;关键技术;硫化氢;发展1、高含硫气田开采现状石油天然气的开采在我国是一项巨大的任务,需要专业的操作人员来进行,因为石油天然气的开采存在很多安全问题,需要每个工作人员都做好自己的工作,保证采矿工作的正常进行。
在开采油气的过程中,我国大多数企业缺乏安全意识,经常导致安全问题的现象。
硫化氢的风险管理不够细致,特别是缺乏安全管理体系,近年来发生的多起事故证明我国的安全意识非常薄弱。
相关企业没有正确的风险评价机制和风险控制机制,在出现问题时没有及时采取措施,造成了巨大的财产损失。
在设备的日常运行过程中,经常发生违规操作,导致一系列事故。
所有这些问题源于这样的事实,企业没有进行正确的安全教育和安全培训,也有缺乏现场管理人员,因此,大量的工人死于中毒在开采过程中由于缺乏安全意识。
此外,硫化氢具有腐蚀性,容易损坏钻井设备。
一旦钻杆、套管、管道等被腐蚀损坏,作业中就埋下隐患,容易导致安全事故。
2、高含硫气田开采中存在的问题2.1. 缺乏安全管理体系缺乏安全管理体系的高硫气田要想安全开采,安全管理体系是不可缺少的先决保证。
然而,目前我国含硫作业的相关政策、法律法规相对匮乏。
安全管理没有法律保障,采矿工作就无法实现标准化、标准化。
高含硫化氢集气站安全管理与保障体系探讨【摘要】本文对普光气田集气站场的安全防护系统进行了比较系统的分析,利用安全系统工程原理和方法,以集气总站为例,对集气站场中固有或潜在的危险进行定性或定量的分析。
最后就如何完善集气站安全保障体系,从四个方面进行了探讨。
【关键词】高含硫安全管理体系危险性分析安全保障体系普光气田高含h2s,其含量最高可达17%。
由于硫化氢是极毒物质,同时硫化氢化学活动性极大,可对气井套管、集输管线等设备发生强烈的腐蚀作用形成“氢脆”,导致重大的安全事故。
除此之外,ch4易燃、易爆,浓度达到一定的程度也会使人中毒。
因此,加强高含硫气田开发过程中的安全管理工作,具有重要的现实意义。
1 集气站场安全管理系统目前,普光气田各集气站的安全管理体制可分为三级:传统安全管理机制、自动控制安全管理机制、应急预案。
其详细分类如下所示:1.1 传统安全管理机制1.1.1 设备安全普光高含硫气田的开发尚属首次,没有成功的经验可以借鉴,在具有强烈腐蚀性介质的情况下,只有实现设备的安全才能保证后续工作的安全平稳进行。
普光气田在设备方面投资巨大,集输工程中的主要设备大都来自国外,这些设备都经过了现场实际应用的检验,在高含硫天然气集输工程中的应用已非常成熟。
在国内采购的设备也都具有非常高的可靠性,且在其他气田的应用也较广泛。
1.1.2 工艺安全天然气泄漏的途径非常多,其中包括:法兰、螺纹、阀门、管道等,所以普光气田天然气集输工艺的设计至始至终都是本着最大限度减少泄漏点的原则。
在工艺设计的过程中还要保证各参数设置的合理,各种工艺参数符合安全、稳定的要求。
在以后生产的过程中,我们不仅仅要加强安全防护措施的制定与完善,更重要的是根据气田开发的实际情况进行工艺参数的优化,以保证整个站场在工艺上是安全的。
1.2 自动控制安全管理机制1.2.1 过程控制系统过程控制系统就是以表征生产过程的参量为被控制量使之接近给定值或保持在给定范围内的自动控制系统。
高含硫天然气集输与处理技术研究摘要:中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30%,成为天然气产能的中坚力量。
针对高碳硫比、含有机硫天然气的净化,形成以醇胺法脱硫脱碳、砜胺法脱硫脱硫醇、活化 N-甲基二乙醇胺(MDEA)法脱碳为主的特色技术,研发出具有自主知识产权的中国石油硫磺(China Petroleum Sulfur,CPS)回收工艺,降低了催化剂的反应温度,保证了催化剂再生温度的稳定,降低了单质硫分压,硫磺回收率超过99.4%,满足了大型、中型、小型(单线规模 10~800 t/d)不同系列硫磺回收需求,实现了中高含硫气田天然气净化技术的全面国产化。
关键词:天然气;高效能源;高含硫;资源供需天然气作为一种清洁高效能源,在世界各地得到迅速开发利用,逐渐成为全球主要能源之一。
进入21 世纪,中国天然气开采步入快速发展期,形成了以川渝产气区、鄂尔多斯产气区、青海产气区、新疆产气区为主的 4 大产气区,2020 年全国天然气产量达到1 925×108 m3。
其中川渝产气区天然气H2S 的体积分数普遍高于 5%,属于高含硫天然气。
中国高含硫天然气产量约占现已探明天然气产量的30%,成为天然气产能的中坚力量。
随着普光、元坝等高含硫气田建成投产,中国已形成一套完整、安全的地面集输与处理技术。
在国家工程“川气东送”建成投产后,高含硫天然气经集输处理达标,可为江苏、浙江、上海等沿线城市及终端用户提供充足气源,对缓解西部与东中部地区能源资源供需矛盾具有重大的现实意义。
1中国高含硫气藏开发概况中国的高含硫气藏储层主要以海相碳酸盐岩储层为主,具有埋藏深、地质条件复杂、高温高压、高含 H2S、高含 CO2等特点。
在开发初期,缺乏成熟的集输和处理技术,安全生产和应急处置面临一系列难题:①由于天然气中 H2S(有剧毒)含量高且开采压力高,致使开采风险大;②气田集输系统具有点多线长、高差大、建设难度大等特点;③含硫天然气净化处理工艺无成熟工艺包可用,关键脱硫药剂依赖进口;④高含硫天然气管道建设缺少管材选择、腐蚀控制与监测等方面的针对性技术,难以应对高含硫天然气强腐蚀性特点;⑤高含硫天然气泄漏监测技术不成熟;⑥高含硫气藏所在地具有地形复杂、人口密集的特点,使得应急处置、紧急疏散等工作的开展难度较大;⑦高含硫气藏的集输系统、净化系统、外输系统之间管容量小,缓冲余地小,生产控制相对独立,增加了联锁控制难度。
高含硫气井采气树冲蚀规律研究发布时间:2022-06-23T07:35:04.470Z 来源:《中国科技信息》2022年第33卷2月第4期作者:唐弢[导读] 普光气田为高含硫气藏,单井产量高唐弢中国石化中原油田分公司石油工程技术研究院,河南濮阳 457001摘要:普光气田为高含硫气藏,单井产量高,在生产过程中,井口装置出现了不同程度的腐蚀与硫沉积,本文利用计算流体力学研究了不同产量、不同颗粒直径、不同颗粒质量流量、不同井口压力、不同气体二氧化碳浓度条件下井口设备冲蚀规律,研究发现随着高含硫气井产量、硫颗粒直径、颗粒质量流量、井口压力、二氧化碳浓度增大井口冲蚀越严重,井口更易发生腐蚀失效。
其中,气体产量与颗粒质量流量对井口冲蚀规律影响较大,其它因素影响较小,因此,在高含硫气井实际生产中应合理控制生产参数,减少高含硫气井井口硫单质析出,以保证高含硫气井安全生产。
关键词:普光气田;冲蚀;采气树;高含硫气井随着石油勘探水平的提高,国内外高含硫油气藏数量激增,高含硫气田井井口腐蚀严重影响气井安全生产,然而,高含硫气井生产过程中更多关注酸性气体对井口的化学腐蚀,但硫颗粒析出对井口的冲蚀作用严重危害井口设备安全性,在高产气井中冲蚀腐蚀是影响井口安全的重要因素之一。
针对油气井冲蚀腐蚀国内外学者开展了大量研究,有研究表明,当气体流速超过一定范围,随钻流速的增大,冲蚀腐蚀加剧[1-3];吴欢欢等人[4]针对含砂石油对三通管冲蚀开展了研究,摩损速率对速度或颗粒质量分数的增大而增大,但最大磨损率的位置与速度和颗粒质量分数无关;张恩博等人[5]运用CFD数值模拟方法对高压高产气井应急试采过程中采气树冲蚀进行了研究,通过研究发现采气树冲蚀速率随着气井产量与日出砂量增大而增大;Liu等人[6]研究了气体钻井对井口四通冲蚀规律,发现两翼支管出口处冲蚀最严重。
邹康等人[7-10]对气体钻井口多功能四通开展了大量研究,研究表明冲蚀速率与流体速度、岩屑质量流量呈线性递增,与岩屑颗粒大小成反比,出口压力影响较小。
普光气田集输系统腐蚀控制技术【摘要】普光气田是国内迄今为止规模最大、含硫及二氧化碳最高的特大型海相气田,普光气田集输系统采用湿气混输工艺,综合利用了“抗硫管材+阴极保护+缓蚀剂”的腐蚀控制技术,该技术对普光气田集输系统腐蚀起到了很好的控制作用。
【关键词】腐蚀控制缓蚀剂批处理1 抗硫材料的选择1.1 站内管材选择从井口至第一个节流阀之间的管线由于比较接近井口,压力很高,缓蚀剂在此加注困难,且管线相对较短,此段管线采用镍合金管,并由相关厂家提供配套法兰,以保证其安全性。
加热炉后采用钢材为碱性吹氧转炉或电炉冶炼的l360管材,该管材是低硫和低磷的细晶全镇静纯净钢,在生产过程对其夹杂物的成型进行控制,并使其最小可能的出现非金属夹杂物,管体的铁素体晶粒为astm e112 no.10级或更细;对所有等级的钢管,整根钢管进行消除应力热处理,消除应力热处理后,须保证焊缝及热影响区的宏观硬度不超过22hrc。
根据nace mr0175/iso15156的要求,dn500以上的站内酸气管道采用gb/t9711.3-2005/iso 3183.3-1999 l360ncs直缝埋弧焊钢管;dn400以下(包括dn400)的酸气管道采用gb/t9711.3-2005/iso 3183.3-1999 l360ncs无缝钢管。
1.2 站外管材选择站外集输管线d n 4 0 0以上(包括dn400)的管子采用gb/t9711.3-2005/iso 3183.3-1999 l360ncs(或csa z245.1 grade 359 cat ii)直缝埋弧焊抗硫钢管,dn400以下的管子采用gb/t9711.3-2005/iso 3183.3-1999 l360ncs(或astm a106-b)抗硫钢管,腐蚀余量取3.2mm。
同时配套相应的缓蚀剂加注,对缓蚀剂提出相应的技术要求,配合全面有效的腐蚀监测设施对腐蚀进行实时监测记录。
一、背景普光气田是我国重要的天然气生产基地,位于四川省达州市宣汉县土主镇,属于超深、高硫、高压、复杂山地气田。
由于其高含硫特性,气田开发过程中存在诸多安全风险。
为确保气田安全稳定运行,保障人民群众生命财产安全,特制定本安全预案及管理措施。
二、安全预案1. 风险识别与评估(1)识别气田开发过程中的安全风险,包括自然灾害、设备故障、人员操作失误、硫化氢泄漏等。
(2)对识别出的风险进行评估,确定风险等级,制定相应的应对措施。
2. 应急预案(1)成立应急指挥部,负责组织、协调、指挥气田应急管理工作。
(2)制定各类应急预案,包括自然灾害应急预案、设备故障应急预案、硫化氢泄漏应急预案等。
(3)定期组织应急演练,提高应急响应能力。
3. 应急物资储备(1)储备必要的应急物资,如硫化氢报警器、正压式空气呼吸器、防化服等。
(2)确保应急物资的完好、充足,便于随时投入使用。
4. 应急疏散与救援(1)制定应急疏散路线,确保人员安全撤离。
(2)建立应急救援队伍,提高应急救援能力。
(3)加强与地方政府、消防、医疗等部门的沟通协调,共同应对突发事件。
三、安全管理措施1. 安全教育培训(1)加强员工安全教育培训,提高安全意识。
(2)对新入职员工进行岗前安全培训,确保其掌握必要的安全知识和技能。
2. 安全生产标准化(1)严格执行国家和行业标准,确保气田安全生产。
(2)加强现场管理,落实安全生产责任制。
3. 设备管理(1)定期对设备进行检查、维护、保养,确保设备安全可靠。
(2)引进先进设备,提高生产效率,降低安全风险。
4. 环境保护(1)加强环境监测,确保排放达标。
(2)积极开展环保技术改造,降低污染物排放。
5. 安全监督检查(1)建立健全安全监督检查制度,定期开展安全检查。
(2)对检查中发现的问题,及时整改,消除安全隐患。
四、总结普光气田安全预案及管理是保障气田安全稳定运行的重要手段。
通过风险识别与评估、应急预案、应急物资储备、应急疏散与救援等措施,提高气田应对突发事件的能力。
91一、内检测概述普光气田集输系统腐蚀防护在采用“抗硫管材+缓蚀剂+防腐涂层+阴极保护”的联合防腐工艺的前提下,利用高精度管道智能检测技术,定期对集输管道进行智能检测。
普光气田山地沟壑纵横,土质结构松散,雨量大,河流分布广,水流动性大,常有泥石流、滑坡出现,个别管段受自然条件限制造成管线位移、应力集中情况,存在管道由于应力集中而产生变形甚至硫化氢气体泄漏的风险。
为保障地面集输系统安全,引进Pipedrift管道位移监测技术,通过将IMU高清陀螺仪装在内检测设备上,在内检测过程中同时能够析出管道应力点分布的完整数据。
二、内检测技术原理1.陀螺仪原理陀螺仪以牛顿力学定律为基础,通过测量载体在惯性参考系的加速度,将它对时间进行积分,且把它变换到导航坐标系中,就能够得到在X、Y、Z三维坐标系中的速度、偏航角和位置等信息,进而测定管壁受到的应力。
通过施加信号,并交替改变信号,让一个质量块做振荡式来回运动,当旋转时,会产生科里奥利加速度,此时就可以对振荡过程中受到的力进行测量,类似于加速度计,并用放大器进行解码。
2.IMU应力检测技术原理将附带有陀螺仪的检测器在管道内运行一次,陀螺仪会记录管道万向(轨迹)的变化情况,通过这些变化数据运用先进计算方法计算出弯曲应变,进而把管道上所有弯曲造成的应变集中点分析出来。
在陀螺仪达到足够精度条件下,只需一套陀螺仪检测数据,直接通过沿线的管道曲率及管道的线性拉伸计算出管道弯曲的局部应变。
不涉及管道精确的经纬度,只需相对坐标。
IMU 应力检测技术分辨出管道上不同种类弯曲的信号,能够把正常、非正常弯曲分辨出来,按照严重程度、里程、高程、类型列出。
第一次应力分析监测能够通过计算总应变来推断管道中的总应力(弯曲应力和轴向应力),与应力的可接受限值进行比较。
再次或多次复测可以对比分析出管线位移变化情况。
三、IMU检测1.IMU检测性能参数主要检测管道应力集中点,分辨正常、非正常弯曲,并按照严重程度、里程、高程、类型列出弯曲应变部位、弯曲应变长度、弯曲应变程度等。
高含硫气田集气站设备定量风险评价摘要:元坝气田是大规模开发的高含硫气田。
集气站是气田开发的关键部位,是保障气田安全高效生产的重要装置。
天然气中高含H2S和CO2,随着气田生产运行,集气站场设备装置需要定期进行检维修,确保集气站场安全平稳运行。
该文详细研究了高含硫集气站场检维修的关键技术和方法,确保了集气站场检维修工作的顺利开展,对高含硫气田检维修提供技术指导。
关键词:高含硫气田;检维修;清洗;检测;系统检修1集气站检维修程序研究高含硫集气站全面检维修主要包括三个阶段工作,共分“九步程序”。
第一阶段为准备阶段主要进行停井放空、置换、隔离;第二阶段为实施阶段主要进行全面清洗、全面检测、专业系统检修;第三阶段为复产阶段主要进行流程恢复、气密联调、开井生产。
2集气站全面清洗技术2.1清洗工艺流程的确定元坝气田的地面集输系统从投产以来,集气站仪器仪表、分离器捕雾网、生产计量分支管排液管线、计量分离器排液管线、放空闸阀、火炬分液罐排污管线等频繁出现硫堵塞,为确保清洗效果,采取分段分部位进行清洗。
2.2化学清洗化学清洗主要是用化学方法使被清洗物体表面污垢去除,恢复原表面状态。
元坝气田集气站内的杂质主要为单质硫(S8)的沉积物,同时还含有少量(Fe)CaS、CaSiO3、CaSO4和CaCO3等其他无机盐垢和少量有机杂质,L360(L360QS)管道有硫化亚铁与NaFeS2的混合物。
通过对杂质进行取样,开展溶解试验,优选化学药剂,并进行设备管材的腐蚀试验,确保清洗药剂的适用性,摸索出了溶硫以清洗剂为主剂,络合剂、活性剂、缓蚀剂、渗透剂、悬浮剂等六种组合药剂为一体的化学清洗药剂。
经过试验,该药剂对镍基825管材平均腐蚀速率为0.0521 mm/a;对L360QCS(L360QS)管材平均腐蚀速率为0.0536 mm/a,符合腐蚀需求。
2.3物理清洗物理清洗是集输管道设备在化学清洗完成后,利用高压水射流泵产生高压水流对局部管道盲端和设备底部沉积物进行冲刷清洗。
高含硫气田管道缓蚀剂批处理作业方式优化褚文营;李海凤;邵志勇;王保江;张永刚【摘要】通过集输管道缓蚀剂选型、清管器选型和批处理作业方式优化等措施,有效解决了传统工艺存在的缓蚀剂聚集在管道底部、管道上部涂抹不均匀、气井开关过于频繁、批处理周期较长、生产能耗较大等问题.减少了调产次数,缩短批处理时间,降低了集输系统因缓蚀剂批处理带来的产量波动,提高集输系统的生产效率及平稳性.缓蚀剂批处理作业次序的调整又可以利用批处理停井期间进行设备维护维修,将涉硫、放空的作业集中进行,减少了放空酸气的产生,保证了普光主体集输系统的正常、稳定、安全及环保生产.【期刊名称】《石油化工腐蚀与防护》【年(卷),期】2016(033)006【总页数】5页(P18-22)【关键词】批处理;缓蚀剂;优化【作者】褚文营;李海凤;邵志勇;王保江;张永刚【作者单位】西安石油大学,陕西西安,710000;中石化中原油田普光分公司,四川达州,635000;中石化中原油田普光分公司,四川达州,635000;中石化中原油田普光分公司,四川达州,635000;中石化中原油田普光分公司,四川达州,635000;中石化中原油田普光分公司,四川达州,635000【正文语种】中文普光气田作为世界第二、亚洲第一大整装海相气田,是最具代表性的高含硫气田,具有高压、高产、高含硫的特点,其地面集输系统的管道大部分处于山地位置,管道落差起伏较大、管弯较多,对管道防腐蚀要求更加严格。
普光气田集输方式属于气液混输,管道内流体流速较大,组分变化较大,因此,管道腐蚀速率较大,特别是在管道弯头、低洼等位置更易发生腐蚀穿孔的危险。
普光气田采取缓蚀剂批处理技术进行管道防腐蚀,有效降低了管道腐蚀、损坏,确保了气田安全平稳生产和周边居民的生命安全。
普光气田目前有21条集输管道,按照高酸气田集输管道防腐蚀技术要求,每月需进行1次批处理作业,但地面集输管道大部分位于山区,且每次作业施工时间长达20 d,在批处理效果上和对气田生产会有一定的影响。
普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术
【摘要】普光气田天然气含有大量的酸性气体,在天然气管道传输的过程中,会对集输管道系统产生严重的腐蚀效果。
由于集输管道线路长、沿线地形复杂、人口密度高,一旦出现天然气泄漏现象,会对沿线居民的生命财产安全造成严重的威胁。
所以,对普光气田集输管道腐蚀风险进行评估,分析风险产生的原因以及可能危害,采取相应的措施控制集输管道系统腐蚀状况是保障普光气田安全
生产的需要,同时也是保证管道沿线居民生命财产安全的需要。
【关键词】普光气田高含硫天然气集输管道风险控制
加强普光气田集输管道腐蚀风险评估,采取切实有效的控制防范集输,是保证气田安全生产的需要。
在能源供给日益紧张的今天,加强气田安全方面的工作,对保证能源供给,促进社会经济发展具有重要意义。
1 管道腐蚀原因分析
普光高含硫气田集输管道腐蚀的产生主要受土壤成分、管道材质和输送对象三方面的影响。
1.1 土壤成分分析
土壤是由不同性质的固体、液体、气体三者混合而成的,由于其中存在着水分和各种盐类,导致土壤机油电解质溶液的特性,从而使得土壤机油一定的腐蚀性。
由于各个地区的土壤结构都不相同,所以腐蚀性的强弱也存在着差异。
影响土壤腐蚀性的因素有土壤电阻率、含水量和含盐量。
土壤电阻率越低,对管道产生的腐蚀性就
越大。
含水量的变化,也会引起土壤腐蚀性强弱的变化。
另外,土壤中盐分的含量、盐分类别、温度、微生物等也会对土壤的腐蚀性产生一定的影响。
1.2 输送对象的影响
在采用管道进行天然气的传输过程中,天然气中析出的饱和水、酸性物质含量以及输送压力三者之间互相的化学作用,会对输送管道产生一定的腐蚀作用。
因为受压力、温度等因素影响,天然气成分具有一定的不稳定性,硫、氯、氢、氧各种物质间会产生一定的化学反应,从而生成具有腐蚀性的物质,破坏管道内壁结构,降低管道的使用寿命。
1.3 管道的材质
管道的材质也会影响到普光高硫气田集输管道的耐腐蚀性,材质的化学构造、制造工艺等都会影响到管道对酸性腐蚀物的抗性。
2 风险评估方案
采取有合理有效的风险评估方案,对普光高含硫气田集输管道运行过程中可能产生的腐蚀泄漏风险进行评估,对于预防腐蚀泄漏、降低人员财产安全有重要意义。
在具体的风险评估过程中,可以先确定腐蚀的类型,具体可划分为管道内腐蚀、土壤外腐蚀和大气腐蚀三大类,并对各自的控制指标作出明确的规定。
通过对其内部变化反应的具体分析,推测出可能产生的危害。
腐蚀泄漏风险评估要针对不同地段的实际情况采取不同的措施,以保证影响因素的同一性和差异性,做到风险评估的规范性和准确性。
3 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
3.1 普光气田和法国lacq 气田集输管道顶部腐蚀分析
法国拉克气田与普光气田相似,天然气中h2s含量为15%,co2含量为10%;拉克气田集输系统与普光气田均采用湿气输送方式,输气管道材质都是抗硫碳钢,井口和集输管线上采取加注缓蚀剂和定期清管的防腐措施。
法国拉克气田和普光气田发生的顶部腐蚀也具有相似性,均在投产后1-2年内发生顶部腐蚀,腐蚀深度均为1-3mm;通过顶部腐蚀控制技术,法国拉克气田的顶部腐蚀得到了有效控制,说明普光气田集输管道的顶部腐蚀也可通过顶部腐蚀控制技术得到有效控制。
3.2 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
普光气田的几个站场气液分离器上都发现元素硫堵塞问题,为了进一步确认内部腐蚀检测到的壁厚损失大于20%的部位可能来源于元素硫,项目组成员对普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性进行了分析。
通过对元素硫的物性,集输管道内的温度,压力及介质环境等综合分析,发现在普光气田集输管道内存在元素硫沉积的可能性。
图1为2009年12月28日至2010年1月11日期间在p303 站场计量分离器及缓蚀剂加注橇块以后的腐蚀挂片(cc-1408)和电阻探针(er-1408)上元素硫的沉积,这也进一步证实了元素硫已经在集输管道内发生了沉积。
5 腐蚀控制措施5.1 添加高效缓蚀剂
在目前的油气田生产设施防腐工作中,添加高效缓蚀剂是一种使
用较为广泛的手段。
它具有投入低、效果好、操作简单的特点。
通过采用高效缓蚀剂,在管壁形成保护膜附着于管壁表层,可以起到一定的防腐效果。
不过在缓蚀剂的选购方面,要根据管道的材质和实际的作业环境选择适用的品种,避免因缓蚀剂选择不当而引起防腐蚀效果下降,管道腐蚀加速的想象。
5.2 加强管道内部腐蚀监测采用先进的监测技术,在离管道距离阀室最近的一道焊缝表面安装探针电阻矩阵,对管道内壁厚度的变化进行测量。
在监测点的设置方面,要将整个管道集输系统划分为多个区域,保证监测范围的多样性。
在时间上,要做好合理的规划,保证监测结果的时效性。
另外,对于使用时间较长的管道,要对其变形以及腐蚀缺陷进行全面的检查,评估能否继续使用以及继续使用的安全时限。
5.3 积液控制
普光高含硫气体集输管道的运行过程中,管道内部会产生一定的粘稠物和液体沉积,这会影响到管道的抗腐蚀性。
所以要定期对管道进行清理,对相关液体的成分要进行详细的分析,并做好相应的记录。
这样可以有效的降低管道内部化学反应对管道的腐蚀危害,保证管道安全。
5.4 阴极保护
普光气田地形复杂、气井分散,集输采用枝状管网,干线管道同沟敷设,管路起伏曲折,穿跨越结构多,集气站、阀室间距短,这些都给阴极保护带来较大困难。
采用强制电流、辅助阳极、区域保护与智能监测相结合的阴极保护方案,可以对管道起到良好的保护
作用。
5.5 优化运行参数
由于温度、压力等因素也会影响到管道的腐蚀速率,所以在实际的生产传输过程中,可以尽量降低管道运作的温度和压力,从而减小管道内部环境的变化程度,起到减缓腐蚀的作用。
6 缓蚀剂在管道防腐中的应用
缓蚀剂能在管道内表面形成一层很薄的缓蚀剂分子膜,阻止天然气中的腐蚀介质与管道内壁的直接接触,由此减缓或阻止管道的腐蚀。
缓蚀剂的加注工艺包括预膜工艺和正常加注工艺。
管道正常运行前首先采用预膜工艺在钢材表面预涂一层浸润保护膜,管道正常工作时液膜在气流的长期冲刷下,液膜厚度减薄,防腐效果变低,此时采用正常加注工艺对缓蚀剂液膜进行修复和补充。
能否真正起到修复和补充的作用,取决于缓蚀剂液滴在管道内的运动和分布。
现场缓蚀剂加注工艺技术存在着以下问题:
(1)加注完全依靠实际的工程经验;
(2)管道内部缓蚀剂液膜分布情况以及随流动情况变化规律未知;
(3)无法充分发挥缓蚀剂的防腐效果,造成缓蚀剂的浪费。
因此,通过研究缓蚀剂预膜工艺以及正常加注情况下,天然气和缓蚀剂在管道内的分布规律,可以为管道腐蚀评价提供依据。
通过对管道腐蚀影响因素的分析,确定出科学的应对方案,可以
对管道腐蚀起到良好的减缓作用,保证管道运作安全稳定的运行,以最好的状态投入到我国经济建设中去。
参考文献
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[2] 朱恒.集输管道腐蚀原因及防护措施分析[j].装备制造技术,2012(11)
[3] 叶帆.凝析气田集输管道腐蚀原因分析[j].天然气与石油,2010(01)
[4] 刘明,王毅.高含硫气田管道集输管线腐蚀因素分析[j].管道技术与设备,2011(04)
作者简介
时冲锋,工程师,注册安全工程师,毕业于中国石油大学化学工程与工艺专业,现在中国石化中原油田普光分公司hse监督管理部从事职业卫生管理工作。