采油集输管线结垢及腐蚀机理分析

发表时间:2021/3/26   来源:《科学与技术》2021年1月   作者:李雨欣
[导读] 在高含水量油井的运输过程中,综合含水量和沙度可能有所不同
        李雨欣
        长庆油田分公司第五采油厂,陕西 榆林 718600
        摘要:在高含水量油井的运输过程中,综合含水量和沙度可能有所不同。当时,由于在不同测量站开采小块时生产位置发生变化,高含水量原油离子增加。在现阶段,如果原油需要适当处理,就必须加热,这可能会引起管道堵塞等问题。当原油随周围环境变化时,管道也会受到腐蚀的威胁。可以看出,只有充分保护整个系统免受管道的污损和腐蚀,整个系统才能安稳运行。
        关键词:采油集输管线;腐蚀;结构分析;机理研究;对策;
        前言
        当采油管道存在严重的污损和腐蚀问题时,它不仅大大降低了原油采油管道的效率,而且威胁到采油管道的安全运行。因此,必须对坏疽性口炎和腐蚀问题进行深入研究。原油管道泄漏和腐蚀的原因很多,包括外部环境和原油成分。正是由于各种原因,油田和天然气田的单位很难采取合理措施防止污染和腐蚀。提交人认为,为了提出合理和实际的预防措施,有必要在提出合理的解决办法之前对污染源和腐败现象进行彻底分析,并为集输管道的合理运作奠定基础。
        一、采油集输管线结垢机理分析
        1.原理
        沉积通常发生在采油和采油管道中。首先,盐分子很难溶解在水中,因为水中离子的组合。第二,由于结晶效应,水中的盐分子被重组,产生了新的微晶,出现了结晶现象。第三,大量晶体在长期积累过程中变大,沉积后变脏。最后,在不同的条件下,碎屑的出现是不同的。从晶体动力学的角度来看,塔尔过程是一个过程,在这个过程中,水中的团聚离子产生饱和溶液中的晶体,晶体积累和沉淀,从而导致沉积。
        2.我国现阶段缓解结垢现象的技术
        接转战分水。为了防止收集者聚集在一起,最好拿水来解决这个问题可以彻底消除增长的根本原因。减少管道运输过程中含钙镁离子的数量,降低冷凝的影响,确保管道运输过程的安全。为了减少采油管道的结垢量,可以在废水处理后采用再入法减少管道结垢量。化学结垢剂。目前市场上结垢剂种类繁多,油田广泛使用各种结垢剂。但是,结垢在清除污物时也有这种缺陷。一方面,油田水的矿化程度相对较高,这将减少结垢剂的使用效果。此外,大多数油田现在都使用阻燃聚合物。如果不按标准随意使用,会给油田的水带来更多的污染,不仅解决不了问题,而且会增加生产困难。第二,当垢颗粒已经结晶或即将结晶时,不需要使用阻挡剂。因此,抗氧剂不能有效地防止悬浮在生产液中的小颗粒的聚集结构。
        电磁屏蔽系统。根据相关数据,在含盐量低于3000毫克/毫升的水溶液中,磁保护可以产生良好的结垢效果。因此,磁保护效果与水中的盐量密切相关盐量越少,抗口吃效果越明显。这也表明磁保护在效果上有一定的局限性一种气味。无论是化学防护还是超声波防护,都避免了无机盐的沉淀,从而消除了污物。但是,不能及时将离子从生产液中分离出来,以防止离子进入冗长低效的管道。近年来,根据一些管道结垢制造商开发的结垢剂,工作原理是,当生产液经过结垢剂时,结垢剂将充分利用其大面积表面和高表面积能量,并作为离子附着在其上,从而减少结垢率。
        二、采油集输管线腐蚀机理分析
        1.环境因素
        环境问题是收集器外部腐蚀的主要原因。就原油储罐而言,外部环境中的水汽可能会由于收集距离和空运距离短而造成储油层严重的化学腐蚀。另一方面,收集器管路将直接连接到收集器设备,该设备是电气设备,在使用过程中不可避免地会产生泄漏电流。目前的研究表明,泄漏电流可能导致严重的电化学腐蚀。
        2.原油成分因素
        由于收集管路中的原油未经处理,收集管路中的原油含有腐蚀性成分,例如大量硫化物,这直接影响到管道。与此同时,由于集油管道较短,无需加热和加压,集油管道中的原油只能在井口的压力和温度下运输。但是,由于井口的压力和温度较高,较高的温度会加速化学反应,进而加速采集器的腐蚀。
        3.集输管线因素
        总管通常需要采取某些防腐蚀措施。

但是,如果管道施工质量差,管道的防腐层就会受损,这不仅会导致化学腐蚀,而且还会因位置不同而造成电气化学腐蚀。因此,防腐层损坏造成的相对较快的腐蚀严重威胁到管道的正常运行。与此同时,如果集输管道的电气化学保护得不到保证,或者原油中不含防腐剂,集输管道也会损坏。
        4.腐蚀机理
        收集器腐蚀机制主要包括CO2对收集器的影响。例如,CO2以漂移的形式存在于水中,HCO2-离子越多,当PH值相同时,水就越酸,对管道的腐蚀性就越强。溶解氧对管道的影响。在室温下,纯水对碳钢的腐蚀程度较低,腐蚀速率一般低于0.04mm/a;但是,当水中溶解氧含量较高时,水对碳钢的腐蚀作用可以大大增强,腐蚀速率可以大于0.45mm/a,如果水中溶解氧含量较高,盐量较大,腐蚀速率可以 并且当收集器中存在氧腐蚀时,大量的锈蚀可能发生在湿地,包括Fe2O3和Fe3O4。 溶解盐对管道的影响。油田的水含有大量溶解的盐,例如碳酸盐和氯化物,可能导致管道的明显腐蚀。此外,中间的铁锰和腐菌在通过收集渠道输送时,可能会导致管壁腐蚀或穿孔。H2S对收集器的影响。H2S溶解于水中后,水的ph值降低,H2S水合物可与铁的反应形成固体腐蚀产物。如果火焰密集,腐蚀反应可能会减缓一定程度;如果火焰密度低,就会产生大量强能量对,从而加快管道腐蚀速度。
        三、采油集输管线结垢及腐蚀防治措施
        1.防止采油集输管线结垢措施
        针对集输管线的结垢问题,最常见的方法就是通过电解处理法来防止出现结垢,该种方法的基本原理就是通过水资源作为中间介质,对石油进行简单的分解。综合来说,由于水资源本身具有一定的导电性能,从而使得原油中的碳酸钙等成分的黏度或密度等物性遭到破坏,在集输管道内,产生结垢问题的主要物质不存在,则不会出现结垢问题,同时,在电力资源的作用下,也会使得碳酸钙转化为氧化钙的速率大大下降,进而防止出现结垢问题。
        2.防止采油集输管线腐蚀措施
        对于集输管道腐蚀问题,应首先在集输管道内壁和外壁上涂上特殊的防腐涂料,以确保防腐涂料不受损坏。这一措施有助于有效防止原油成分和外部环境对管道的腐蚀。最常用的防腐涂层材料是3PE材料。第二,收集器应配备特殊的阴极保护装置,并应定期接受检查,以避免阴极保护出现故障。其中,具有额外电流的阴极保护方法是最常用的阴极保护方法。最后,一旦原油从井口流出,就必须在原油中添加适当数量的防腐剂,以确保一定程度的管道保护。具体剂量可以通过实验确定。同时,空气收集站的设备应配备接地装置,将泄漏电流引入地面,以避免泄漏电流对管道腐蚀的影响。
        3.具体措施
        涂层保护。防腐蚀是一种较为传统的防护策略,通过对管内壁和外壁应用防腐蚀涂层,可以降低管壁腐蚀的可能性,整体防腐蚀效果较高。但是,由于不同条件下不同类型的介质,腐蚀能力和作用范围各不相同,使得处理变得更加困难。经过防渗透和防腐蚀处理后,可以选择更适合不同油田条件的涂层。电气化学防护。就电化学腐蚀而言,电极的电位率也是影响腐蚀程度的一个重要因素。因此,应尽可能在金属之外处理阴极极化和腐蚀的程度,以确保对电势的控制和总体保护。在严重腐蚀的情况下,采用阴极和阳极保护方法可以产生良好的保护效果。涂层与电化学的结合保护。当涂层用于保护时,暴露部分可能没有得到充分保护,因此采用电化学保护的整体处理工艺更适合实际工作状态。在腐蚀程度较高的情况下,涂料和电化学的联合防护可以起到补充作用,更适合于防护和控制任务。保护复合钢管。钢复合管保护技术是一种利用定向管道保护处理防止和控制电化学腐蚀的技术。例如,在盐碱化地区,管道的耐蚀性更强,这就要求选择耐腐蚀的复合钢管,从而大大降低了腐蚀风险,并有效延长了使用寿命。
        结束语
        综上,采油管道是确保石油生产顺利发展的基本设备。为防止集输管道因沉积和腐蚀而受损,应在明确的沉积和腐蚀机制的基础上采取合理的保存和保护措施。此外,应努力吸取实际经验教训,更好地了解采油管道造成损害的原因,并在此基础上优化各种采油和采油技术,为石油工业的发展奠定坚实的基础。
        参考文献:
        [1]崔钺,兰惠清,何仁洋,白晓旭,黄辉.冲蚀作用下CO2分压对集输气管线内腐蚀的影响规律——以大庆油田徐深6集气站集输管线为例[J].天然气工业,2013,33(2):128-132.
        [2]谢飞,吴明,张越,闫龙.辽河油田注水管线结垢腐蚀原因分析及阻垢缓蚀剂应用试验[J].石油炼制与化工,2011,42(9):92-96.
       
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