【導(dǎo)讀】陷，造成了日益突出的腐蝕問題，因管線腐蝕造成的經(jīng)濟損失逐年上升。材質(zhì)及腐蝕產(chǎn)物成份分析，得出集輸管線腐蝕特征和主要腐蝕因素。藝，并進行現(xiàn)場實驗，提高了防腐效果和綜合經(jīng)濟效益。通過研究，本文得出以下結(jié)。高，管線腐蝕中的沖刷作用很嚴重。材質(zhì)以20#鋼和40#鋼為主，目前老化程度嚴重，縫及外腐蝕穿孔比例和內(nèi)腐蝕基本持平，腐蝕穿孔較為嚴重。量上產(chǎn)措施使介質(zhì)腐蝕特性發(fā)生變化，使得腐蝕問題更加復(fù)雜和嚴重。時腐蝕速率的變化趨于平緩；二氧化碳分壓對腐蝕的影響較大，在0～時，度隨溶解氧含量的增加而加快，對腐蝕的影響比較明顯，當(dāng)含氧達到，響最大（近三倍），pH值在～之間時對腐蝕的控制最經(jīng)濟有效。100ppm、200ppm、400ppm濃度時，速條件下的％、32％、25％，目前在介質(zhì)流動條件下不能滿足緩蝕要求。通過優(yōu)化單井加藥方案、集輸管線端點沖擊性加藥周期及加藥量后，集輸管線。，且基本無點蝕。

　　

【正文】 4760 24 70 5120 五廠 18 25030 17230 0 0 9325 六廠 6 11800 9150 4 80 3000 合 計 89 217394 71740 67 表 集輸干線運行及腐蝕狀況匯總數(shù)據(jù)表（續(xù) 1） 廠名 日產(chǎn)氣量 （方） 運行 10年以上管線（條） 部分及全線更換管線（條） 嚴重腐蝕管線（條） 投產(chǎn) 5年內(nèi)穿孔管線（條） 2020年穿孔的管線 （條） 一廠 660000 6 9 4 8 11 二廠 383471 10 9 18 14 12 三廠 53259 6 8 6 3 8 四廠 390000 11 8 2 8 8 五廠 20661 3 9 5 9 7 六廠 100000 2 3 2 4 合 計 1607391 38 46 37 46 46 表 集輸干線運行及腐蝕狀況匯總數(shù)據(jù)表（續(xù) 2） 廠名 2020年穿孔數(shù)（次） 焊縫外腐蝕穿孔數(shù)（次） 本體外腐蝕穿孔數(shù)（次） 本體內(nèi)腐蝕穿孔數(shù)（次） 管線存在變徑數(shù)（條） 近三年管線更換長度（米） 一廠 36 9 13 12 5 13200 二廠 149 11 93 42 4 1240 三廠 22 5 6 11 0 3003 四廠 43 1 1 41 4760 五廠 20 3 3 14 1 25000 六廠 12 5 3 4 1600 合計 282 34 119 124 10 48803 西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 10 表 集輸干線運行及腐蝕狀況數(shù)據(jù)統(tǒng)計表 廠名 穿孔次數(shù) （次 /年公里 ） 加藥干線 比例 （ ％ ） 管線老化 程度 （ ％ ） 嚴重腐蝕 比例 （ ％ ） 穿孔管線 比例 （ ％ ） 一廠 100 46 31 85 二廠 100 42 75 50 三廠 12 35 35 47 四廠 100 100 18 73 五廠 0 17 28 39 六廠 67 33 33 0 平 均 表 集輸干線運行及腐蝕狀況數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（續(xù) 1） 廠名 外腐蝕比例 （ ％ ） 焊縫比例 （ ％ ） 本體內(nèi)腐蝕 比例 （ ％ ） 近三年更換 比例 （ ％ ） 每噸產(chǎn)出液 緩蝕劑量 （ Kg） 一廠 二廠 三廠 四廠 五廠 0 六廠 平 均 表 集輸干線運行及腐蝕狀況數(shù)據(jù)統(tǒng)計表（續(xù) 2） 廠名 內(nèi)防所占比 例 （ ％ ） 5年以內(nèi)穿孔管線比例 （ ％ ） 管線平均 長度 （ m） 穿孔次數(shù) （次 /條年 ） 局部或全部更換 比例 （ ％ ） 一廠 % % % 二廠 % % % 三廠 % % % 四廠 % % % 五廠 % % % 六廠 % % % 平均 % % % 調(diào)查結(jié)果分析 截止 2020 年底，中原油田共有油井 3200 口，日產(chǎn)液 80000 噸，日產(chǎn)油 10275噸，平均單井日產(chǎn)液 30 噸，綜合含水 %。 全局目前在用集輸管線共 3629 條，總長度 1397 公里。其中單井管線 3176 條，總長度 1039 公里；集輸支線 364 條，總長度 141 公里 ；集輸干線 89 條，總長度 217公里。集輸管線材質(zhì)以 20鋼和 40鋼為主，廠家以上海寶鋼、安陽鋼鐵廠、天津鋼管廠為主。 第 一 章 緒 論 11 目前集輸管線老化程度嚴重， 30～ 50%的單井及集輸支干線超期服役或局部更換頻繁，同時存在不同管材混用等現(xiàn)象。其中集輸支線腐蝕最為嚴重，達到每條 次/年公里。井口管線為每條 次 /年公里，集輸干線為每條 次 /年公里。 中原油田集輸管線內(nèi)防腐層種類較多，水泥砂漿、玻璃鋼內(nèi)襯、內(nèi)插橡膠、內(nèi)襯塑膜、鋼骨架復(fù)合管、 H87 涂料等。但采用內(nèi)防的干支線僅占 20～ 30%，或僅局部管段實施，不但解 決不了問題，反而會促進腐蝕。另外，集輸管線外防工藝技術(shù)老化，目前仍然全部是泡沫管、瀝青 泡沫管或加強級的瀝青泡沫管，管線及外防工程施工質(zhì)量不理想，外防破損或局部沒有實施的現(xiàn)象非常普遍，因此造成的腐蝕穿孔較為嚴重。從統(tǒng)計結(jié)果看，管線焊縫及外腐蝕穿孔比例和內(nèi)腐蝕基本持平。 （ 1） 近三年集輸管線腐蝕穿孔趨勢 中原油田 近三年集輸管線腐蝕穿孔 情況見表 和圖 。 表 近三年集輸管線腐蝕穿孔情況統(tǒng)計（次） 采油廠 年份 2020 年 2020 年 2020 年 一廠 單井管線 200 180 178 集 輸支線 10 15 30 集輸干線 11 66 36 二廠 單井管線 729 714 996 集輸支線 118 185 208 集輸干線 69 59 149 三廠 單井管線 141 114 237 集輸支線 37 7 40 集輸干線 8 6 22 四廠 單井管線 54 60 67 集輸支線 31 30 25 集輸干線 41 36 43 五廠 單井管線 47 61 236 集輸支線 10 12 35 集輸干線 27 31 20 六廠 單井管線 32 35 40 集輸支線 17 17 30 集輸干線 6 7 12 總計 1588 1635 2404 西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 12 050010001500202025002020 年 2020 年 2020 年 從表 和圖 可以看出， 近三年集輸管線穿孔呈明顯上升趨勢，由 2020 年的1588 次上升到 2020 年的 2404 次。 （ 2） 各采油廠集輸管線穿孔次數(shù)對比分析 按照各采油廠每年每公里集輸管線穿孔次數(shù)對比分析 （見 表 ） 得出： 井口管線以采油五廠、采油二廠腐蝕最為嚴重，均超出全局平均數(shù) 2 倍左右。集輸支線及干線采油二廠腐蝕最為嚴重，超出全局平均數(shù)據(jù) 3 倍左右。 從全局平均數(shù)分析，集輸支線腐蝕最為 嚴重，達到每條 次 /年公里。井口管線為每條 次 /年公里，集輸干線為每條 次 /年公里。 表 各采油廠每年每公里集輸管線穿孔次數(shù)統(tǒng)計（次 /年公里） 廠名 井口管線 支線 干線 一廠 二廠 三廠 四廠 五廠 六廠 （ 3） 集輸管線穿孔部位分析 表 各采油廠集輸管線腐蝕穿孔位置統(tǒng)計 廠名 外腐蝕比 例 （ ％ ） 焊縫比例 （ ％ ） 本體內(nèi)腐蝕比例 （ ％ ） 一廠 二廠 三廠 四廠 五廠 六廠 圖 近三年集輸管線腐蝕穿孔 數(shù)量統(tǒng)計情況 次數(shù) 第 一 章 緒 論 13 從全局各采油廠集輸管線的穿孔部位 （見 表 ） 分析，內(nèi)腐蝕占 %，外腐蝕和焊縫腐蝕占 48%，由此可見內(nèi)外腐蝕穿孔數(shù)基本相當(dāng)。 其中采油四廠、五廠以內(nèi)腐蝕為主；采油二廠以外腐蝕為主。采油六廠的焊縫腐蝕較嚴重。 井口管線外腐蝕穿孔比例略高 于內(nèi)腐蝕，集輸支干線外腐蝕穿孔比例略低于內(nèi)腐蝕。 （ 4） 集輸管線老化程度、腐蝕程度分析 集輸管線腐蝕程度判斷標準見表 ，腐蝕程度見表 。 表 管線腐蝕程度判斷標準 類別 輕 中 重 嚴重 穿孔年限 （ 年 ） ＞ 10 5～ 10 3～ 5 1～ 3 最大點蝕速度 （ mm/a） (毫米 /年 ) ＜ ～ ～ ＞ 表 中原油田集輸管線腐蝕程度統(tǒng)計表 管線種類 管線老化程度 （ ％ ） 5 年以內(nèi)穿孔管線比例 （ ％ ） 嚴重腐蝕比例 （ ％ ） 2020 年穿孔管線比例 （ ％ ） 井口管線 支線 51 干線 按運行 10 年以上沒有更換或僅僅局部更換的管線為老化管線進行統(tǒng)計，井口管線老化程度為 34%左右，集輸支線和干線老化程度較嚴重，均在 40%以上。 按穿孔年限統(tǒng)計，屬于重度腐蝕的管線占 38～ 54%，其中集輸支、干線重腐蝕管線所占比例高于井口管線。 （ 5） 集輸管線防腐措施情況分析 （見表 ） 表 中原油田集輸管線防腐措 施情況統(tǒng)計表 管線種類 近三年更換比例 （ ％ ） 局部或全部更換 比例 （ ％ ） 內(nèi)防所占比例 （ ％ ） 產(chǎn)出液中緩蝕劑平均濃度（ mg/l） 井口管線 支線 / 干線 全局每年共加緩蝕劑 2907 噸，單井加藥達 1491 口，加藥 1903 噸，占總井?dāng)?shù)的%，其中采油二廠、四廠、五廠單井加藥比例較低均在 30%左右。 西安交通大學(xué)碩士學(xué)位論文 14 油井加藥對井口管線也有一定的保護作用， 但由于目前油井加藥大部分采用周期性方式，一般為 10～ 30 天一次，無法持續(xù)有效地保護油井及井口管線，而且通過計算緩蝕劑平均濃度僅為 75ppm，采油一廠、四廠、五廠的緩蝕劑加藥平均濃度低于40ppm。 集輸干線端點加緩蝕劑每年 1077 噸，采油一廠、二廠、四廠集輸干線全部實施，采油三廠、五廠實施端點加藥的集輸干線較少。通過計算集輸干線介質(zhì)中緩蝕劑濃度僅為 35ppm。 中原油田集輸管線內(nèi)防腐層應(yīng)用比例非常小，單井管線全部沒有內(nèi)防腐層，集輸干、支線內(nèi)防腐層（包括非金屬管材）的應(yīng)用僅占全部管線的 30％ 左右。其中采油一廠、四廠應(yīng)用內(nèi)防僅 13%。 中原油田集輸管線應(yīng)用 的內(nèi)防技術(shù)種類較多，有水泥砂漿內(nèi)襯、 HDPE、玻璃鋼內(nèi)襯等等，同時還應(yīng)用了鋼骨架復(fù)合管等非金屬材料，其中只有水泥砂漿內(nèi)襯應(yīng)用得較多，通過這些內(nèi)防技術(shù)的現(xiàn)場應(yīng)用情況調(diào)查和技術(shù)特點 分析 ，水泥砂漿內(nèi)襯和HDPE 兩種技術(shù)適合于舊管道修復(fù)，施工長度能夠滿足中原油田集輸管線的需要，補口少，而且工程造價低，現(xiàn)場應(yīng)用防腐效果較好。 中原油田集輸管線應(yīng)用的 主要 內(nèi)防技術(shù) 見表 ： 表 中原油田集輸管線應(yīng)用的主要內(nèi)防技術(shù) 內(nèi)襯及非金屬材料 特點 應(yīng)用情況 工程造價 管線內(nèi) 壁要求 主要 缺點 水泥砂漿 內(nèi)襯 材料來 源廣、價格便宜、使用壽命長、最長一次成型 ～，適用于舊管線修復(fù)。 在采油五廠大面積應(yīng)用 低 有一定要求 對施工質(zhì)量要求較高 穿插高密度聚乙烯管（ HDPE） 即可用于新管防腐，又可進行舊管道修復(fù)。一次成型 ～ 公里，對鋼管內(nèi)壁油污等無過高要求。 在幾個采油廠 少量應(yīng)用 高于水泥砂漿10% 無要求 耐溫性能差 玻璃鋼 內(nèi)襯 即 保持了鋼管的強度，又具有玻璃鋼的耐蝕性，適用于較強腐蝕管道 。 在幾個采油廠 少量應(yīng)用 高于水泥砂漿15% 要求較高 無法用于舊管修復(fù) 鋼骨架 復(fù)合管 有效解決介 質(zhì)腐蝕問題 在采油四廠應(yīng)用 較高 耐壓、耐溫差 （ 6） 集輸管線腐蝕特點分析 單井管線腐蝕以內(nèi)腐蝕為主，腐蝕部位集中在管線中部、底部、彎頭處。一方面是 介質(zhì)的原因 ， 由于單井管線管徑小，一部分單井氣液比高造成沖刷腐蝕嚴重，一部第 一 章 緒 論 15 分液量小的造成管線底部沉積物下局部腐蝕；另一方面單井管線大部分既無內(nèi)防也無外防，許多管線都是拼湊出來的，新舊不一，甚至用舊油管連接，造成許多腐蝕隱患。 從調(diào)查的情況分析，集輸管線外腐蝕同樣非常嚴重，管線穿孔后造成土壤污染為管線外腐蝕創(chuàng)造了條件，而且單井管線焊接質(zhì)量較差。如采油一廠 1353 油井至 48單井管線 3 年內(nèi)穿孔 20余次。集輸支、干線腐蝕內(nèi)、外腐蝕穿孔數(shù)基本持平，穿孔部位主要集中在管線中、下部及彎頭處，其中絕大部分管線使用年限較長，而且存在不同管材（ 40）混用、或?qū)芫€局部更換等，這些情況都會造成不同管段之間的電偶腐蝕，加劇穿孔現(xiàn)象的發(fā)生。 （ 7） 生產(chǎn)系統(tǒng)腐蝕經(jīng)濟損失分析 （見表 ～ ） 在油田生產(chǎn)過程中，腐蝕所造成的經(jīng)濟損失主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①油、水井井筒腐蝕造成的管、桿、泵的腐蝕更換以及套管腐蝕穿孔，嚴重的造成油、水井報廢；②地面油、氣集輸以及處理過 程中管線、容器、設(shè)備的腐蝕穿孔及失效；③污水處理及注水系統(tǒng)管線、容器、設(shè)備的腐蝕穿孔失效； ④ 由于油田處于土地肥沃的中原大地，所有地面管線、容器、設(shè)備腐蝕穿孔所造成土地污染的賠償。 表 采油廠 2020 年 ～ 2020 年 1～ 5 月腐蝕經(jīng)濟損失 廠別 時間 （年） 油管 更換 （萬元） 抽油桿 更換 （萬元） 集輸干、支線單井更換（萬元） 油氣處理系統(tǒng)（萬元） 污水處理系統(tǒng)（萬元） 注水 系統(tǒng) （萬元） 合計 （萬元） 一廠 2020 2020 2020 二廠 2020 160 450 40