油管腐蚀原因及控制对策研究

作者:未知

  摘 要:针对原油开采过程中油管的腐蚀问题,结合我国油管使用的基本现状,对可能引起油管腐蚀的相关因素进行总结,阐述这些因素的作用机理,从多个角度出发,提出油管腐蚀的控制对策,为延长油管的使用寿命且防止出现腐蚀失效问题奠定基础。
  关键词:油管腐蚀;介质因素;控制对策;缓蚀剂
  在原油开采的过程中,需要使用油管将地层中的原油开采出地面,因此,油管是原油开采过程中最为重要的设备之一,如果油管在使用的过程中出现问题,不但会影响原油的开采效率,还有可能会对原油的开采安全产生影响,因此,十分有必要保障油管的完整性[1]。油管在使用的过程中,腐蚀问题非常常见,腐蚀问题不但会影响其使用安全,还会对其使用寿命产生严重影响,因此,十分有必要采取一定的措施防止出现腐蚀问题。
  1 油管腐蚀原因分析
  1.1 介质因素影响
  地层中的原油中都含有一定量的CO2和H2S,两种物质都属于腐蚀性物质,CO2与水结合将会产生弱酸,实验表明,如果金属遭受强酸腐蚀,则会在其表面产生一层保护膜,而弱酸腐蚀的前提下,保护膜并不会形成,因此,弱酸对管道的腐蚀要高于强酸。H2S的存在将会使得管道金属产生晶间腐蚀,进而使得油管产生脆性开裂[2]。另一方面,目前对于CO2和H2S的单独腐蚀问题研究较为深入,而两者共同存在的前提下,会产生协同作用,进而使得腐蚀速率进一步加快,但是两者之间如何产生协同作用并不明确。
  1.2 温度影响
  温度也是影响油管腐蚀的重要因素,地层中的原油温度都相对较高,随着温度的升高,油管的腐蚀速率也将会加快,目前的研究成果表明,温度对油管腐蚀速率的影响存在两个极点,随着温度的升高,油管的腐蚀速率将会呈现出先升高、再降低、再升高的趋势,这主要是因为随着温度的升高,分子的活性增加,进而使得腐蚀速率加快,当温度达到一定数值后,油管表面将会产生保护膜,进而使得腐蚀速率降低,但是随着温度的进一步升高,保护膜将会被破坏,进而使得腐蚀速率进一步加快。
  1.3 流速影响
  流速主要通过两方面的作用对油管的腐蚀产生影响,首先,随着油管内介质流速的不断增加,在油管壁面位置处分子的活动较为剧烈,进而使得腐蚀反应加快。其次,如果油管内表面已经产生了腐蚀产物膜,这层膜会对管道产生一定的保护作用,但是当流速过快时,将会对这层膜产生破坏,进而使得管道金属直接暴露于腐蚀性的环境中,油管的内腐蚀速率也会得到进一步的增加。
  1.4 地层微生物影响
  地层中含有一定量的微生物,在进行原油开采的过程中,这些微生物也将会随着原油被开采出地层,在油管中的微生物将会进行生命活动,部分微生物的生命活动将会产生一定量的腐蚀性物质,这些腐蚀性物质的存在将会对管道产生直接腐蚀。另一方面,微生物的生命活动也将会对油管内表面的保护膜产生一定的破坏,进而使得油管的腐蚀速率进一步增加。
  2 油管腐蚀控制对策
  2.1 注入缓蚀剂
  目前,注入缓蚀剂是降低油管腐蚀的重要措施。目前所有的腐蚀控制措施只能使得油管的腐蚀速率降低,但是并不能完全解决腐蚀问题。目前最先进的缓蚀剂可以将油管的腐蚀速率降低90%左右,但是在使用缓蚀剂的过程中,需要根据油管腐蚀影响因素的不同以及原油介质组分的不同进行合理的选择,同时,也需要对缓蚀剂的注入量进行合理的计算,当缓蚀剂注入过少时,油管的腐蚀问题将得不到最大程度的控制,但是注入量过多,不但会产生浪费,还有可能会对原油产生污染。
  2.2 提高油管抗腐蚀性能
  提高油管的抗腐蚀性能是降低油管腐蚀速率的根本措施,目前,各个研究单位都对油管材料进行了深入研究,也开发出了一系列具有抗腐蚀性能的油管材料,油田单位可以根据自身的需求,引进这些油管材料。但是,油管的抗腐蚀性能与其价格之间也存在一定的联系,油田单位需要对自身的实际情况进行全面的评估,进而对抗腐蚀材料进行优选。此外,油田单位也可以根據自身的需求,与科研单位进行合作,开发适用于自身的油管材料。
  2.3 增设内涂层
  增设内涂层也是降低油管腐蚀速率的有效手段,该种措施已经在各个油田单位得到了一定的应用,使用内涂层材料不但可以降低油管的腐蚀速率,还可以减小油管的粗糙度,进而使得原油开采的效率得到一定程度的提高。目前,市场上的内涂层材料较多,且性能也存在一定的差距,在使用的过程中,油田单位也需要对其进行合理的优选,同时,也需要对油管内的内涂层进行定期检测,防止出现内涂层失效问题。
  3 结论
  综上所述,对于原油开采而言,油管的重要性不言而喻,而腐蚀问题是威胁油管使用寿命及使用安全的重要因素。通过本次研究可以发现,影响油管产生腐蚀问题的主要因素主要有四个方面,即原油介质组分、温度、流速以及地层微生物,因此,油田单位需要根据自身的实际情况,多方面的措施共同应用,使得油管腐蚀速率得到有效的控制。
  参考文献:
  [1]岳明,汪运储.页岩气井下油管和地面集输管道腐蚀原因及防护措施[J].钻采工艺,2018,41(05):138-140.
  [2]杨丽华,宋立欣,夏福松.连续油管腐蚀原因分析[J].化工设计通讯,2017,43(12):129.
  作者简介:
  纪廷廷(1978- ),男,辽宁辽阳人,毕业于东北大学机械电子工程专业,从事生产协调及管理工作。
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