1、油田集输系统腐蚀结垢治理技术实践分析摘 要：在油田生产过程中，集输系统是非常重要的设备之一。通过对大量的油田进行调查发现，很多油田的集输系统都存在不同程度的腐蚀结垢问题，这在一定程度上影响系统的稳定运行。为此，必须采取有效的技术措施对该问题进行治理。基于此点，本文首先分析了油田集输系统常见的腐蚀结垢形式，并在此基础上对油田集输系统腐蚀结垢的综合治理技术进行研究。 关键词：油田 集输系统 腐蚀结垢 一、油田集输系统常见的腐蚀及结垢形式分析 1.均匀腐蚀 均匀腐蚀是腐蚀现象均匀地存在于整个集输管线表面，在腐蚀的作用下，使管壁厚度均匀减薄，严重时导致管壁破坏。 1.1 溶解氧腐蚀 水中有溶解氧是造成
2、油田集输系统中腐蚀的重要原因，它对钢铁腐蚀有着阴极去极化作用，具体的化学反应如下：阳极反应为 阴极反应为 ，氧腐蚀产物为 。溶解氧腐蚀属于溃疡腐蚀，其生成的二次产物不具备保护性，由腐蚀所产生的 通过二次产物向外扩散，遇到水后生成新的二次产物，在原有二次产物不断积累的情况下形成鼓泡，致使金属被腐蚀的状况日趋严重，最终形成坑蚀。腐蚀产物外观为不均匀、大面积溃疡腐蚀，呈现出黄褐色的锈瘤，腐蚀坑位于锈瘤下方，在腐蚀面积较大时还会形成蜂窝状。 1.2CO2 腐蚀 二氧化碳溶于水后呈现出弱酸性，能够对钢铁腐蚀起到阴极去极化作用，化学反应式为： 。二氧化碳腐蚀的产物较为坚硬，呈现出灰白色状。 2.局部腐蚀
3、2.1 孔蚀 孔蚀是指在管壁的局部地区有腐蚀小孔，而其他地方只存在轻微腐蚀或者没有腐蚀现象。对于大部分金属材料而言，若其含有活性阴离子成分，均有可能发生孔蚀现象，该种腐蚀是金属钝化态的破坏。在油田集输系统中，油田采出液含有大量的 ，这是造成孔蚀的重要原因。管壁一旦形成孔蚀源就会使孔内的金属表面处于活性状态，在电位较负时，孔外的金属处于钝态，在电位较正时，孔内和孔外构成小阳极、大阴极的腐蚀电池，从而使腐蚀速度不断加快，最终导致管壁穿孔。 2.2 垢下腐蚀 垢下腐蚀是指腐蚀产物在钢铁表面沉积，具体包括 、 、 、 、 、 、 以及硅垢污油等。大部分垢形成于管道下部及防腐涂层破坏的接头附近，不均匀的
4、垢层不仅会丧失保护功能，而且还会加速管壁腐蚀。因采出液中的矿化度较高，加大了水的电导率，同时 属于活性阴离子，具备极强的穿透力，从而使得钢铁表面不易形成较厚的垢层和腐蚀产物保护层。较之铁相比，腐蚀产物的电位高，易形成电偶电池，导致腐蚀现象的产生。一般情况下，位于垢下的腐蚀为孔蚀，属于综合性腐蚀，而孔蚀是导致管线穿孔的关键因素。孔蚀的发展速度与油田采出液的 含量以及同介质中的 O2、H2S、CO2 有着直接关系。 2.3 应力腐蚀 应力腐蚀是指管道在腐蚀介质和静应力的作用下发生的脆性开裂破坏现象，这种现象对油田集输系统的破坏最大。应力腐蚀往往发生于腐蚀性相当缓和以及应力不大的状态下，事前没有明显
5、预兆，不容易检查出来，所以一旦发生就会酿成灾难性的事故。应力腐蚀是应力机械和电化学腐蚀相互作用、相互扩展的结果，尤其在管道焊接接头处，存在着残余应力集中的现象，加之腐蚀介质的作用，便极易发生应力腐蚀。 2.4 冲刷腐蚀 油田集输系统管道内的流体呈现出稳态层运动，会对管壁造成均匀腐蚀。冲刷腐蚀是在高速流体机械破坏与电化学腐蚀共同作用下而产生的，由于油田输液中含水量高达 90%以上，其中携带了大量的砂，而砂在随输液运动中会对管壁造成磨蚀，形成凹槽。 3.结垢类型 通常情况下，油田集输管道最为常见的结垢类型有以下几种：水垢、腐蚀性结垢、泥沙垢、机械杂质垢、松软油泥垢、晶体垢、石蜡与沥青垢等等。 二、
6、油田集输系统腐蚀结垢的综合治理技术研究 在对油田集输系统腐蚀结垢情况进行治理的过程中，应当遵循防治结合的原则，并采取综合治理措施，这样能够使腐蚀结垢现象得到有效的治理，从而确保油田集输系统的稳定运行。 1.腐蚀速率预测 通过对油田集输系统的腐蚀速率进行准确预测，能够为系统维护提供可靠的依据。目前比较常用的预测方法有人工神经网络法、遗传算法、BP 算法与改进遗传算法相结合的混合算法。其中混合算法在预测的准确性方面较之其它两种方法更好一些，在应用该方法时，需要使用 MATLAB软件辅助计算，这样便可准确预测出集输系统的腐蚀速率，运维人员可以此为依据制定相应的防腐蚀计划和措施。 2 优选管材 通过对
7、几种常用的钢材进行腐蚀速率试验后，得出这些钢材的平均腐蚀速率和表面腐蚀情况，如表 1 所示。 表 1 几种钢材的平均腐蚀速率 从表 1 中可以清楚的看到，在五种试验材料中，20#钢的平均腐蚀速率最大，约为 0.1236mm/a，而 3RE60（双相不锈钢）的平均腐蚀速率最小，约为 0.0002mm/a，同时，前者表面出现均匀性腐蚀现象，后者表面光亮且并未出现局部腐蚀现象。这表明，3RE60 是最适合作为集输系统管道材料的一种钢材，其能够满足系统的防腐要求。各大油田可以在建设集输系统或是对系统进行改造的过程中，将 3RE60 作为管道的首选材料。虽然这种材料的价格比较昂贵，但从长远的角度上考虑，
8、它的应用可以降低管道的维修费用，长期经济效益良好。 3.集输系统设备内部防腐蚀措施 集输系统设备的内部防腐相对比较重要，通过设备内部防腐能够进一步达到抑制腐蚀蔓延和扩展的目的。在具体防腐过程中，可以利用相应的处理工艺在集输系统设备内表面上形成一层覆盖膜，这样一来便可以使金属与腐蚀介质完全隔离。目前，比较常用的涂层大体上可以分为两种，一种是金属涂层，另一种非金属涂层，在具体选用时，可以结合现场的实际情况选择最为有效的涂层进行防腐处理，以此来达到最佳的防腐处理效果。 4.采用缓蚀阻垢剂 这是防治集输系统腐蚀结垢最为有效的技术措施之一，缓蚀阻垢剂主要是利用反应加络合机理与吸附机理产生防垢作用。采用缓
9、蚀阻垢剂对集输系统的腐蚀结垢进行处理，应当从加剂点、加剂浓度、缓蚀剂类型、加剂工艺等方面进行综合考虑，并确定出最符合实际情况的工艺，这样才能达到理想中的防腐去垢效果。 5.分水处理措施 可以将油井采出液在大站当中进行分水处理，具体做法如下：先将采出液中的游离水全部脱出，然后在对被脱出的游离水进行沉淀过滤、加药处理和回注，使之可以被重复再利用。同时在条件允许的前提下，可对集输系统的站线流程进行技术改造，借此来降低单线流程压力，并定期对集输管道进行清污去垢，这样能够有效防止和控制腐蚀结垢的形成和发展，从而确保集输系统稳定运行。 参考文献 1黄廷林.赵建伟.李仲恺.陇东油田采出水系统的腐蚀及防护J.西安建筑科技大学学报.2012（2）. 2龙媛媛.张春茂.刘晶姝.油田采出水腐蚀性动态模拟试验研究J.石油化工腐蚀与防护.2009（6）. 3吕德东.考军.东辛永 921 块注入水及集输系统腐蚀与结垢原因分析与治理研究A.山东石油学会第六届腐蚀与防护技术学术交流会专刊C.2008（10）. 4刘海涛.陈小荣.石油生产中 SRB 腐蚀的危害与微生物防治途径J.化学与生物工程.2011（8）. 5李明.李晓刚.陈华.在湿 H2S 环境中金属腐蚀行为和机理研究概述J.腐蚀科学与防护技术.2010（12）.
