王 穎
(大慶油田第六采油廠第三油礦,黑龍江 大慶 163000)
截止到2020年底采油306隊在運行管道295條,共132.66公里。其中管道運行年限在20年以上的,有60.675公里,占46%。如表1、表2所示。
表1 2020年第六采油廠第三油礦306隊管道基礎數據統(tǒng)計表
表2 2019~2020年306隊管道失效數據統(tǒng)計表
從腐蝕形態(tài)上來分,管道腐蝕分為全面腐蝕和局部腐蝕[1]。全面腐蝕是金屬表面發(fā)生活性溶解現(xiàn)象,金屬表層均勻的減薄,各部位腐蝕速率接近,腐蝕形貌與初始金屬面無明顯變化。局部腐蝕的某一部位,陽極區(qū)和陰極區(qū)截然分開。局部腐蝕難以檢測,腐蝕點的產生具有隨機性和突發(fā)性。
喇嘛甸油田整體地勢低洼、地下水位較高,同時,土壤類型、含水量、pH值、硫化物含量、氧化還原電位、雜散電流及干擾電流、微生物、植物根系等情況較為復雜。其中,三礦地區(qū)土壤類型以粘土為主,土壤含鹽量高,電阻率低,具有極強的腐蝕性,腐蝕性等級為“強”。三礦地區(qū)地勢低洼,喇5700、5702、5704計量間和喇56、57配水間的管道穿越水泡,雨季管道浸泡在水中加速了腐蝕速率。
2.2.1 外力破壞
現(xiàn)場施工時,由外力因素造成管體防腐層被破壞,或者受現(xiàn)場因素導致管線未按設計走向敷設,發(fā)生較大折角,或施工單位現(xiàn)場情況不熟,導致破壞周邊其他管線。
2.2.2 保溫層破損
現(xiàn)場對管線進行對接時,在接口處對保溫層或防腐層處理不到位,導致管線埋入地下后,保溫層進水、破損、剝離,金屬管段長期裸露,最終導致腐蝕。
306隊目前在運30年以上管道共35.094km,30年以上注水管道發(fā)生穿孔頻次很高。老管道由于多次焊接,導致管道防腐層破損嚴重。管線在焊接施工時,現(xiàn)場溫度高,焊口熱影響區(qū)內熔結環(huán)氧粉末圖層脫落,金屬表面裸露在外細菌著床最終導致腐蝕穿孔。
2.4.1 硫化氫對腐蝕的影響
硫化氫是油田生產的伴生物,存在于油層、伴生氣和細菌中。硫化氫受溫度和壓力的影響,溶于水中會發(fā)生電離反應,硫化氫的的氧化產物硫化鐵或者硫化亞鐵,覆蓋在碳鋼表面的腐蝕產物上,成為腐蝕電極的陰極。
2.4.2 二氧化碳對腐蝕的影響
喇5706號計量間距離喇570站1.9km,為了達到洗井效果,就必須提高洗凈溫度和熱洗泵壓力,洗井平均溫度在85℃以上,熱洗壓力平均4.5~5MPa。在較高的流速下,采出液中的泥沙、不溶性鹽等固體顆粒,對管道產生共同作用,使防腐層失去作用,甚至在管線連接處或管壁薄弱的地方,發(fā)生穿孔現(xiàn)象。
2.4.3 細菌對腐蝕的影響
目前采用污水回注的方式維持地層壓力。注入水中分散著補分油污、油泥、污垢。油污和油泥混合物極易附著在金屬管道管壁上形成生物膜垢。黏著物下部成為氧濃差電池的陽極而發(fā)生腐蝕。
(1)正確選擇材料
設計時考慮到管道使用地區(qū)的地理環(huán)境、溫度、濕度,在大氣腐蝕低的環(huán)境宜選用低合金鋼,酸性環(huán)境選用經過特殊處理的碳素鋼;
(2)合理設計金屬環(huán)境
在管線鋪設過程中,盡量保證管線的平直,管線溝的高低差要盡可能的縮?。?/p>
(3)采用防腐層
鹽堿地的土壤含水分數質量較高,對管道腐蝕作用增強。因此在水中的管線也要覆土,加強腐蝕控制與防腐保護;
(4)設置陰極保護