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塔河油田油气管线腐蚀与防护概述汇报人：羊东明二〇一四年四月西北分公司采油二厂汇报提纲一二三汇报提纲塔河油田防腐工作开展塔河油田腐蚀现状概述塔河油田腐蚀控制对策西北分公司采油二厂塔河油田油藏超深、超稠、高温、高盐、高硫化氢雅克拉气田气藏超深、高压、高温、高二氧化碳、高矿化度边底水一、塔河油田腐蚀现状概述塔河油田地理位置塔河油田位于新疆维吾尔自治区地处塔里木盆地北部中国第一个古生界海相亿吨级大油田油气集输管线：8247.31km（2839条）联合站5座污水处理站6座天然气处理站8座油气外输首末站9座计转/计量站106座材质：20#、20G、16Mn、L360、L245、L290、L245NS、双金属复合管、非金属等一、塔河油田腐蚀现状概述原油处理天然气处理单井加热沉降脱水节流膨胀制冷脱烃油气集输处理系统塔河油田高CO2平均：2.96%，最高82.9%(TK1030)高H2S平均：5027mg/m3，最高：126279mg/m3高CI-12～18万mg/l溶解氧平均：0.2mg/l，最高0.6mg/l低pH5.2～6.0雅大气田高CO2平均：3.1mg/l，最高：5.87mg/l10万～14万mg/l低pH5.0～6.6高CI-强冲刷平均：5.2m/s，最高：8.87m/s一、塔河油田腐蚀现状概述四高一低两高一低一强内腐蚀环境土壤环境影响土壤电阻率高，不含硫酸盐还原菌，腐蚀环境较弱；内腐蚀穿孔导致土壤局部含盐量和含水量增加，腐蚀环境增强杂散电流干扰腐蚀外加电流阴极保护系统产生静态直流杂散电流和油气管道与高压交流输电线路平行或交叉共用“走廊”，存在杂散电流干扰，整体杂散电流干扰腐蚀不明显，其强度还达不到排流的要求标准检测值存在杂散电流≥2.5mv/m0.5~2直流10V2.34~3.67交流管线环境土壤温度受季节温度和昼夜温差变化构成温差腐蚀电池，温度升高，腐蚀反应速度增加检测项目检测值分级标准腐蚀性等级腐蚀行为评价土壤电阻率(Ω•m)5850弱弱pH值7.5碱性土壤弱弱土壤含水率（％）17.712-25强强土壤总含盐量（％）1.1150.5-1.2强强土壤细菌0SRB弱弱外腐蚀环境西北分公司采油二厂一、塔河油田腐蚀现状概述开发过程防腐工开展晚开发历经开发试采、稳定高产、递减低产腐蚀历经孕育期、发展期、高发期碳酸盐储层酸压改造产生CO2、稠油采输注水替油、伴水降粘引入“溶解氧”2007年防腐工作起步，2008年加注缓蚀剂2009年开始典型腐蚀治理工作三个阶段产量递减，负荷降低，流速偏低，油水密度差大造成油水分离分层底部积水客观因素腐蚀条件腐蚀环境高H2O、高CO2、高H2S、高Cl-、低pH的“四高一低”特点采出液共性开发中后期生产方式腐蚀动力油气集输管线系统穿孔均匀腐蚀速率0.06mm/a穿孔点腐蚀速率4.6mm/a以上开发生产与腐蚀发生一、塔河油田腐蚀现状概述一、塔河油田腐蚀现状概述CO2-H2S-H2O-Cl--O2不同开发区块不同开发阶段不同开发层系不同生产方式CO2、Cl-、O2变化不大H2S、CO2自东向西增加H2S含量自东向西升高CO2含量自东向西升高CO2-H2S--H2O-Cl--O2共存复杂腐蚀环境体系下内腐蚀为主、外腐蚀为次;点腐蚀为主、均匀腐蚀为次塔河油田腐蚀特征一、塔河油田腐蚀现状概述腐蚀介质含量各异腐蚀规律特征相同总体表现：四形貌、七集中、六多发点孔洞状腐蚀四形貌沟槽状腐蚀串状连续发育点腐蚀溃疡状腐蚀七集中含水高服役长运行负荷低注水间开伴水输送强冲刷86.6%68.6%78.3%58.4%92.8%管线交汇插入处29.7%塔河油田腐蚀特征一、塔河油田腐蚀现状概述六多发管线内壁底部管线下游端管线对接焊缝处管线高程差处管线为螺旋焊管管线输送距离长98%43.5%68%81.3%95.8%66.8%中质、重质原油区块腐蚀规律与含水率大于30%有关稠油、超稠油腐蚀规律与含水率大小关联不太大，H2S含量高低影响腐蚀孕育期、发展期塔河油田腐蚀特征西北分公司采油二厂汇报提纲一二三汇报提纲塔河油田防腐工作开展塔河油田腐蚀现状概述塔河油田腐蚀控制措施二、塔河油田防腐工作开展缓蚀剂防护技术应用端点加药、中部补充系统保护、优化加量跟踪调整、扩大应用清管预膜、阶段批处理单一法:失重挂片联合法：失重挂片为主+电阻在线为辅配套化学离子分析法“系统抓、抓系统”工作方针平均腐蚀速率0.036mm/a最大点腐蚀速率0.29mm/a腐蚀监检测技术应用导波定位C扫描、漏磁超声波测厚二、塔河油田防腐工作开展腐蚀控制和腐蚀治理技术针对管线点腐蚀问题，采取自主研发和引进吸收相结合技术路线分别应用99.5%固含量双组分无溶剂环氧树脂内涂层、集气非金属管缠绕碳纤维防静电技术、HDPE内穿插修复技术、碳纤维补强技术，风送涂层挤涂修复技术等有效控制了腐蚀问题，取得了很好的效果。非金属内涂层非开挖在线修复挤涂球涂层压缩空气涂料封堵球“系统抓、抓系统”工作方针二、塔河油田防腐工作开展设计指标耐蚀性点腐蚀速率降低30%以上经济性管材成本增加10%以下力学性能等同或大于现用20#合金化增加耐蚀金属精炼20#降低有害杂质最佳添加Cr、Cu、Mo合金元素控制P、S含量开发思路研发9种材料与20#耐蚀对比实验CSiMnPSCrPcmCeq0.06-0.090.25-0.350.4-0.6≤0.015≤0.0031.0-1.20.13-0.200.32-0.43相对20#抗腐蚀性提高30%、制管成本增加9%力学性能执行GB/T8163-2008输送流体用无缝管点腐蚀速率降低37.8%均匀腐蚀速率降低11.0%BX245-1CrBX245-1Cr研发管材二、塔河油田防腐工作开展衬管采用2mm耐蚀合金316L/825，优异耐腐蚀性能基管采用8mm碳钢20#优异机械力学性能堆焊封焊焊接关键技术点界面优选接头优选焊接工艺界面冶金结合成本高机械结合衬里复合管复合接头堆焊工艺缺陷机械复合封焊工艺接头对接焊缝晶间腐蚀出现氩弧焊打底+手工电弧焊焊接高H2S/CO2天然气田集输管网用双金属复合管（SY/T6855-2012）高C02环境、高H2S环境天然气集输管线抗冲刷腐蚀弯头腐蚀速率降低5.0796mm/a腐蚀速率降低1.746mm/a双金属复合管管材二、塔河油田防腐工作开展22Cr、高压玻璃钢、316L﹥13Cr、06Cr13、1Cr13﹥3Cr、L360、16Mn局部点蚀局部点蚀表面光洁均匀腐蚀表面光洁表面光洁均匀腐蚀固化工艺：全芳香胺固化环氧管；抗温90℃（维卡软化温度150℃）连接方式：本体承插粘接、与金属管范斯通转换法兰机械连接结构设计：0.25-0.5mm厚富含环氧树脂内衬，增强耐冲蚀腐蚀、耐化学腐蚀防静电设计：制管加入碳黑与玻璃纤维同缠绕高C02环境、高H2S、高流速环境天然气集输管线关键技术点材质耐腐强弱排序高压集气玻璃钢管技术二、塔河油田防腐工作开展补强材料：高强粘合剂、纤维包裹、填料（自配）补强结构：高强粘合剂+填料+碳纤维包裹（9层）安全系数：设计压力4.0MPa的1.25倍；安全年限：20年管段选取：1号站DN350外输管线0-1.0m裂纹检测：超声波无损探伤补强宽度：焊缝两侧20-30cm，热影响区缺陷及缺陷扩展宽度“五环四轴”缠绕层技术使管线焊缝部位原有裂纹缺陷不再扩展，管线焊缝裂纹缺陷薄弱部位的具有了承压能力强度（拉伸应力379.98MPa、剪切应力422.45MPa）碳纤维外补强修复技术碳纤维补强材料管道填平树脂二、塔河油田防腐工作开展在原金属管道内插入一条高密度聚乙烯管，形成内衬管防腐性能与原金属管道机械性能合二为一“管中管”复合结构输送温度管材材料＜60℃HDPE/高密度聚乙烯管＞60℃HTPO/高温度聚烯烃管聚乙烯内衬修复管道施工技术规范（SY/T4110-2007）材料优选施工应用范围穿孔孔径≤4×4cm钢铁骨架存在且修复后承压级别不变腐蚀管线聚乙烯内穿插修复技术“U”型穿插：间隙配合、PE管热胀恢复，涨贴管壁，“O”型穿插：过盈配合、内衬修复工艺，PE管记忆性能恢复，与管壁紧紧结合。等径压缩→“O”型穿插二、塔河油田防腐工作开展通过挤涂球和封堵球携带涂料，在空压机推动下，在管内壁形成连续均匀的三层防腐涂层结构，达到修复管线挤涂球涂层压缩空气涂料封堵球钢质管道内壁穿孔孔径≤1×1cm钢骨架存在且修复后承压级别降低腐蚀管线应用范围涂层风送挤涂修复技术挤涂结构：聚合物砂浆加强层＋无溶剂环氧过渡层＋无溶剂环氧防腐层涂层结构聚合物砂浆加强层无溶剂环氧过渡层无溶剂环氧防腐层总厚度涂层厚度mm2.5-30.4-0.53-4粘结强度MPa≥0.22≥1.0≥5二、塔河油田防腐工作开展溶剂型环氧涂料（固含量≤95%）无溶剂环氧涂料（固含量≥99.5%）漆膜中残留挥发性溶剂--针孔漆膜成膜内应力较大--鼓泡、脱落成膜过程完全一次交联反应--无挥发成膜前后收缩率极低--内应力低缺限优势内涂层比选项目对比（干膜厚度500um）无溶剂涂料（≥99.5%）溶剂型涂料（≈95%）单价（万元/吨）146材料成本（元/平米）180163综合造价（元/平米）268250有效防腐年限（年）≥10510年内需要更新的次数0210年内材料成本（元/平米）18032610年内造价成本（元/平米）268500经济对比无溶剂液体环氧涂料技术喷涂技术成膜均匀、附着力、强缝隙死角补口技术内窥视、小车补口涂覆技术西北分公司采油二厂汇报提纲一二三汇报提纲塔河油田防腐工作开展塔河油田腐蚀现状概述塔河油田腐蚀控制对策腐蚀常常在不知不觉间造成金属的破坏，而防腐蚀工程又很难收到“立竿见影”的效果，因而防腐工作往往引不起人们足够重视。塔河油田在油气集输管线防腐工作上，采取多种措施并举，高发的腐蚀现象得到有效控制，腐蚀增速从187%下降到-12.1%，形成了塔河油田特色的自主研发和引进吸收并举的腐蚀防护工艺技术，为油气集输管线腐蚀与开展提供了技术借鉴。油气田腐蚀控制措施被动腐蚀治理主动腐蚀防护事后腐蚀分析事前防控分析控制腐蚀量变控制腐蚀质变三、塔河油田腐蚀控制对策油气田腐蚀控制措施强化源头防腐设计从可研源头抓起从规划源头抓起从设计过程抓起制定三年滚动防腐规划措施和效益结合、治标与治本结合单独设立防腐专篇同时设计、同时施工、同时投产正确选择耐蚀材料合理设计管线结构合理地使用防腐层合理使用阴极保护合理添加缓蚀剂合理建立监测网络提前治理高腐蚀风险管线三、塔河油田腐蚀控制对策油气田腐蚀控制措施工程项目后评估主要是为投资者决策服务，通过对项目防腐设计、实施、运行、服役、失效进行全面评价，形成管线完整性管理，及时完善和调整防腐对策。系统设计建设实施生产运行退役防腐评价企业项目建设管理的需要做好防腐工作的重要保证三、塔河油田腐蚀控制对策加强工程防腐评估油气田腐蚀控制措施缓蚀剂防护腐蚀检测监测非金属材料防腐内涂层非开挖在线修复防腐配套技术结合油气田实际进行小型室内试验和现场工业性试验验证并积累技术数据，消化吸收、积极稳妥推广新技术应用针对腐蚀重点和难点问题，防腐工作积极探索和攻关三、塔河油田腐蚀控制对策评价推广新技术应用形成较为完善的综合防腐技术，针对防腐中的薄弱环节，注重全流程腐蚀防护技术的集成应用，形成可靠、实用、长效、先进的防腐工程设计为促进油气田防腐工艺技术再上新台阶和油气田安全生产做出积极贡献注重强化前期基础研究和防腐工艺技术优选论证强化前期项目评价和后期项目评估决策论证强化已进入高含水期老油田在关键防腐技术规范的应用着重解决金属材质耐蚀选用问题准确定位非金属材质耐腐蚀使用问题审视管线阴极保护设计问题理性对待防腐工程使用寿命问题正视在役材料寿命预测研究问题结束语西北分公司采油二厂