中原油田油系统腐蚀状况分析及对策
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第３ｌ喜第ｌ期 石油与天然气化工 ４ｌ 中原油田油系统腐蚀状况分析及对策 张爱社’ 纪云岭 吝爱芳 张蕴强 石 伟 （１，中石化集团中原油田分公司 ２．中原油田分公司采油工程技术研究院）
摘要近年来，中原油田生产系统的防腐取得了良好效果，但随着油田综合含水的上升，油系统 的腐蚀越来越严重。本文通过对油系统腐蚀现状的分析和评价，提出了解凌油系统腐蚀的基本思路和 技术措施，对老油田的防腐工作具有重要意义。 主题词 中原油田 油系统腐蚀管线防腐
中原油田具有油层埋藏深、温度高、地层压力高、 地层水矿化度高、ｐＨ值低等特点，地层水中古有一定 量的Ｈ ｓ、ｃ 及大量的硫酸盐还原菌（ＳＲＢ），这些因 素决定了油田产出污水具有很强的腐蚀性。自投人开 发以来，腐蚀给中原油田造成了巨大的经挤损失，越来 越成为影响油田正常生产和整体经济效益的一个重要 因素。为了彻底扭转这种局面，从１９９３年开始。中原 油田下大力气进行了油田生产系统防腐综合治理工 作，使中原油田生产系统严重腐蚀的状况逐步得到了 缓解。近几年来，随着油田的开发进人中、高古水期。 生产系统的腐蚀出现了抬头趋势，尤其是油系统，腐蚀 速率不断上升，穿孔数量占整个生产系统穿孔的比例 持续升高。 ｌ 防腐综台治理工作取得的效果 １ １生产系统腐蚀速率降低 １９９３以来，中原油田采取了一系列防腐措施，使 生产系统的腐蚀基本得到了控制，生产系统平均腐蚀 速率基本控制在了０．０７６ ｍⅡ ａ的石油行业标准以内 （见图１）。 Ｅ 斟 埋 ３５ ３６ ２５ ２０ １ ５ １０ ０５ Ｏ ９９５年１９９６年１ ９９７年１９９９年１ ９９９年２０００年 图ｌ中原油田生产系统腐蚀速率变化曲线 １，２腐蚀穿孔次数减少 腐蚀速率降低，穿孔数量下降。２０００年。油田生 产系统穿孔１ ５８３次，比１９９３年的８ ３４５次减少６ ７６２ 次，下降了８１，Ｏ３％（见图２）。 １．３因腐蚀造成的经济损失减少 腐蚀速率的降低和穿孔数量的减少，给油田带来 了明显的经济效益，２０００年因腐蚀造成的经济损失３ ７３１．４７万元，与１９９３年相比减少１２ ３９４．７８万元。减少 ７６ ８６％。 通过上述介绍可以看出，经过几年的防腐治理．中 原油田整个生产系统的腐蚀状况得到了明显改善。
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Ｏ ９３年９４年９５年９６年９７年９８年９９年２０００
图２中原油田生产系统综合穿于Ｌ数
２油系统腐蚀现状及分析 虽然中原油田生产系统的腐蚀基本得到了控制。 但随着油田腐蚀状况的改变，油系统腐蚀与防护的矛 盾日益突出。
２．１中原油田油系统腐蚀现状 ２．１．１产出液肩蚀现状 随着油田综合古水的不断上升，产出液的腐蚀速 率呈现明显的上升趋势。２０００年，中原油田产出液的 腐蚀速率上升到０．６０＂２Ⅱｌｎ ａ，比１９９４年的０．２５ ｒａｍ／ａ 上升了１．４１倍，而且呈逐年递增趋势（见图３）。
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９９日年１ ９９５￣Ｅ １９９６￣１ ９９７年１９９８车１９９９年２０６６年 ｌ ３中原油田油井产出液年均腐蚀速率变化曲线
维普资讯 http://www.cqvip.com ４２ 中原油田油系统廊蚀状况分析噩对策 更为严重的是．局部腐蚀极为严重。比如．采油二 厂采油三矿联台站脱出水２０００年二季度的点蚀速率 达到了２１ ４７ ｍｍ／ａ。采油二矿２０００年三季度也达到了 ４．７９２７ ｍｎｌ／ａ。根据国际腐蚀工程师协会（ＡＮＣＰ）标 准，中原油田油井产出液属极严重腐蚀介质。 ２ １ ２油系统腐蚀穿孔情况 ２０００年，油系统穿孔数量占整个生产系统穿孔总 数的６３．５５％，比１９９４年的ｌ４．５８％上升了近３．３６倍。 由表１可以看出．油系统的腐蚀穿孔次数虽然逐年减 少，但占整个生产系统穿 Ｌ次数的比例却在不断增加。 表１中原油田油焉《统腐蚀穿孔数据表 生产系 油系统 油系统各类 占生产系统穿 统穿孔 穿孔 管线穿孔数．敬 孔总数比例．ｑ 年度 总数 总数 油系统 蕃ｌ （次） （次） 干线 支干线 单井管线 ｔ９９４ ５ ４７４ １ ６９７ ４１３ ４８６ ７９８ ３１．０ ｌ４．５８ ｔ９９５ ４ ０３４ ｌ ４３０ ２６４ ３３４ ８３２ ３５．４５ ２０．６２ ｌ９９６ ３ ２３Ｉ １ ２８６ ２２８ ２７８ ７８０ ３９ ８ ２４．１４ １９９７ ２ ７８４ １ ３８８ １９４ ２４９ ９４５ ４９．８６ ３３．９４ ｌ９９８ ２ ２５６ １ ２８５ １８３ ２５２ ８５０ ５６．９６ ３７．６８ １９９９ ｌ ８８８ １ １５６ Ｉ６０ ２３８ ７５８ ６ｌ＿２３ ４０ １５ ２００Ｏ １ ５８３ １ ００６ ６０ １０８ ７７８ ６３．５５ ４９ １５ ２．１．３油井更换油管、抽油杆情况 近几年，油井产出液腐蚀性逐渐增强，造成油管、 抽油杆的更换数量明显增加。１９９８年．中原油田因腐 蚀更换油管和抽油杆的数量分别为１３．７ ｘ １ｏ４ ｌｉｆｔ和 ５９．２ ｘ ｌ ｍ．到２０００年，这两个数字分别上升了 ５６ ３％和８３．３％。由此可见，如何有效地控制油系统 的腐蚀，特别是油井管柱和地面井口管线的腐蚀，是中 原油田今后防腐工作的重点。 ２．２油系统腐蚀原因分析 中原油田油系统腐蚀与防护的矛盾日益突出，其 主要原因是随着近几年综合含水的不断上升．油系统 介质的腐蚀速率上升较快，而中原油田油系统所采取 的防腐措施比较单一，基本上以油井加缓蚀剂和集输 干线端点加缓蚀剂为主。 目前．中原油田的油井加缓蚀剂技术应用于部分 含水大于６０％的油井，对这些油井的井下管柱和设备 起到了较好的保护作用。但由于加缓蚀剂的油井毕竟 只占少数．其它大部分油井基本没有采取防腐措施。 因此，油井管柱及单井管线的腐蚀没有得到根本控制。 另据相关研究，当湍流中原油和水充分混合，不单 独形成水相时，原油对金属材料的保护作用得到充分 的发挥，腐蚀速率最低；当溶液呈层流时．虽然油水混 台，但呈油水两相分开的状态，下部水相则与单一腐蚀 介质时的状态相同；在湍流条件下，不同比例的油水混 合物投加缓蚀剂浓度在５ ｌ以上就可以将腐蚀速 率控制在很好的水平．且无局部腐蚀出现；但在层流条 件下，缓蚀剂浓度在１００—２００ ｍｒ／１时，腐蚀速率仍很 高，且不稳定．即便达到５００ ｍ ｌ，腐蚀速率也无法达 到规定标准。 中原油田集输管线的规格一般都较大，输送介质 虽不是完全呈层流状态，但管线底部介质基本为水相， 而中原油田集输干线端点加缓蚀剂的浓度在３０—５０ ｍｒＡ之间．根据上述研究结果，在这种状况下，集输管 阿难以得到有效保护。 由此可见，在产出介质腐蚀速率不断上升的情况 下，油系统防腐措施单一以及实施范围小是中原油田 油系统的腐蚀投有得到有效控制的主要原因。
３ 解决油系统腐蚀的基本思路和对策 要解决中原油田油系统的腐蚀问题．必须以采油 及油气集输系统为重点，加强防腐新技术、新工艺的研 究及推广应用，为防腐工作的正常开展提供技术支撑。 在目前情况下，应重点采用如下几项技术。
３ １油井连续加药技术 介质的强腐蚀性不仅给地面系统造成了巨大损 失，而且对油井管柱造成严重危害。为此，中原油田采 用了油井加缓蚀荆技术，这项技术的特点是成本低、容 易实施、见效快、收益大，它不仅可以保护油管、套管及 井下设备，而且可以起到保护集油管线和设备的作用， 有着较高的综台经挤效益。 在油井加缓蚀剂工艺的实施过程中，中原油田开 发了系列油井连续加药装置，逐渐由周期加药改进为 连续加药，避免了产出液中缓蚀剂的浓度在加药后减 少较快的弊病。 （１）连杆式连续加药装置。这是一种针对抽油机 井开发的连续加药装置，它以抽油杆的运动为动力。通 过连杆带动加药泵，将药剂连续加入油套管环形空间． 从而实现油井的连续加药。 （２）自滴式连续加药装置。这种装置适用于抽油 机井和电泵井，它是通过平衡装置使设在地面的储药 罐与油套管环形空间达到压力平衡，使药剂靠自重不 断滴入油井来实现连续加药的，它以调节加药嘴来控 制药剂的加入速度。 （３）井下连续加药装置。这种装置的基本原理与 自滴式连续加药装置基本相同，只是储药罐设在油井 井筒内，它同样适用于抽油机井和电泵井。 上述三种加药装置的开发成功．使中原油田具备 了一套比较完整的油井连续加药技术，为有效地保护
维普资讯 http://www.cqvip.com 第３１卷 第１期 石油与天然气化工 油井的井下管柱、降低油井产出液的腐蚀性，使介质的 腐蚀从根源开始控制创造了条件。 ３．２计量站区域阴极保护 投产初期．中原油田计量站周围的土壤腐蚀较轻． 管阿穿孔很少。随着综合含水的上升，产出液腐蚀加 剧．计量站附近管网腐蚀穿孔越来越频繁，而穿孔后大 量的油水混合物泄漏到管网附近土壤中．使土壤的腐 蚀性不断加剧．从而造成管网腐蚀穿孔上升和泄漏液 体恶化周围土壤的恶性循环。经检测，目前中原油田 计量站附近管网周围的土壤已属于严重腐蚀性土壤， 对生产管网构成了极大威胁。据调查，计量站附近管 线穿孔有７０％以上是由外腐蚀造成的。 为了解决这一问题，中原油田的技术人员采用外 加电流的办法，进行了计量站周围管阿区域阴极保护 试验．取得了较为理想的效果。 经鉴定，该技术可以在中原油田推广应用。 ３．３地面管线使用耐蚀管材 由于耐腐蚀管材比普通钢管具有更优良的性能和 更长的使用寿命，从长远的观点来看，它对油田的整体 经济效益具有非常重要的意义。普通钢管在中原油田 的使用寿命一般为３～５年．甚至更短，新型耐腐蚀管 材的使用寿命在３０年以上，而其价格仅为普通钢管的 １．５倍左右，所以采用耐腐蚀管材将成为今后防腐工 作的重点之一。 （１）中低压系统应用玻璃钢技术。玻璃钢管材具 有水力特性好、质轻、高强、耐腐蚀、电绝缘性好、热性 能优良等特点，非常适合中原油田强腐蚀性介质使用。 １９９５年以来．中原油田在污水站供水、回水管线、高古 水原油集输管线上部分使用了玻璃钢管线．较好地解 决了中低压管线的腐蚀问题。 （２）新型耐腐蚀管材。２０００年以来，在推广应用 玻璃钢管材的基础上．中原油田又引进了钢骨架复合 管、玻璃钢一不锈钢复合管等性能更好的新型耐腐蚀 管材，这些管材的预期使用寿命均在３０年以上，非常 适合中原油田应用。
３．４新管线内村玻璃钢 该项技术是将玻璃锕内衬层衬贴在钢管内壁，经 脱膜后形成钢一玻璃钢复合管．该管为厂内预制．单根 长约１０ ｍ．预制合格后进人现场施工。适用范围为 ＤＮ］５０一ＤＮ３００的钢管。该技术的工艺主要包括金属 管道预处理、玻璃钢内衬预制和现场的防腐补口。
