玻璃鋼管道在衛(wèi)城油田集輸系統(tǒng)的應(yīng)用

郭亞強(qiáng) 陳新帥 劉海冰 葛玉周(中原油田分公司采油三廠,山東 聊城 252429)

1.現(xiàn)狀及存在問(wèn)題

衛(wèi)城油田是一個(gè)受衛(wèi)東和衛(wèi)西兩個(gè)斷裂帶控制的壘形復(fù)雜斷塊油田，主要斷層分成東傾和西傾兩組7條斷層，儲(chǔ)層從沙一段到沙四段都發(fā)育。共建成油水井720口，開(kāi)井608口，開(kāi)井率84.4%。日產(chǎn)液量7099t，日產(chǎn)油量915t，綜合含水87.1%。衛(wèi)城油田集輸管網(wǎng)主要有8條集輸干線，支線32條，集氣干線6條。

集輸系統(tǒng)使用的均為鋼材質(zhì)管道，投產(chǎn)運(yùn)行時(shí)間都在7-14年之間，由于投產(chǎn)時(shí)間長(zhǎng)，加之沒(méi)有采取內(nèi)防腐措施，近幾年集輸干線老化、腐蝕嚴(yán)重，造成頻繁穿孔。據(jù)統(tǒng)計(jì)累計(jì)穿孔達(dá)到1051次，回收液量累計(jì)800余噸，在液體泄漏的同時(shí)，伴生氣也大量泄漏。由于集輸管道周邊多是工廠、村莊、公路等人員密集區(qū)，部分被廠區(qū)占?jí)海嬖跇O大地安全隱患及環(huán)保污染風(fēng)險(xiǎn)。

2.腐蝕機(jī)理研究

為了搞清衛(wèi)城油田腐蝕機(jī)理為管道優(yōu)化提供依據(jù)，對(duì)衛(wèi)城油田衛(wèi)2塊、衛(wèi)22、衛(wèi)81塊三個(gè)油藏單元的15口油井產(chǎn)出液的六項(xiàng)離子進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，衛(wèi)城油田產(chǎn)出液中Ca2+平均含量3717mg/l，Mg2＋平均含量 598mg/l，Cl-平均含量87456mg/l，HCO3-平均含量330mg/l，SO42-平均含量892mg/l，Na＋+K+含量51491mg/l，礦化度144834mg/l，pH值5.5-6.5，水型為CaCl2，產(chǎn)出液中綜合含水高，礦化度、氯離子和SO42-含量高，產(chǎn)出水呈弱酸性，有較強(qiáng)的腐蝕性。

3.集輸管線材質(zhì)分析

3.1 鋼質(zhì)管道

鋼質(zhì)管道具有強(qiáng)度高、韌性好，可以承受較高內(nèi)壓，制作使用機(jī)動(dòng)靈活，能適應(yīng)復(fù)雜或惡劣的地質(zhì)情形等特性。但在目前工藝技術(shù)條件下，還不能很好的解決日趨嚴(yán)重的腐蝕和穿孔問(wèn)題，使其使用壽命大大減少，不僅給生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，而且每年需要更新大量的管材，造成浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

鋼質(zhì)管道存在問(wèn)題：

3.1.1 鋼質(zhì)管道能耗高、水力性能差。鋼管的管內(nèi)粗糙度系數(shù)在0.013-0.014之間，這樣對(duì)于同樣輸入量，同等管徑的管道，其沿程摩擦阻力大，同時(shí)運(yùn)行費(fèi)用高，耗電量大。

3.1.2 鋼質(zhì)管道在使用過(guò)程中存易腐蝕穿孔且內(nèi)外防腐處理麻煩的弊端，內(nèi)外防腐質(zhì)量的好壞直接影響其使用壽命。

3.2 玻璃鋼工藝管道

玻璃鋼工藝管道（纖維纏繞增強(qiáng)熱固性樹(shù)脂壓力管）是以玻璃纖維及其制品為增強(qiáng)材料，熱固性樹(shù)脂為基體，采用纏繞工藝制成的承受內(nèi)壓的壓力管。管徑范圍：DN25mm-DN2000mm；運(yùn)行壓力0.1MPa-6.89MPa；用途：油田污水輸送管線、原油輸送管線等。

玻璃鋼管道特點(diǎn)：物理性能優(yōu)良，重量輕、比強(qiáng)度高（約為鋼材的1/4）；優(yōu)良的耐腐蝕性能，能耐各種酸、堿、鹽溶液及多種有機(jī)、無(wú)機(jī)介質(zhì)；使用壽命長(zhǎng)，管線設(shè)計(jì)使用壽命20年；內(nèi)壁光滑（內(nèi)表面粗糙度0.008），水力學(xué)特性?xún)?yōu)良；連接方式多樣化，管線采用螺紋連接、承插連接、承插鎖緊連接等連接方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝方便、施工效率高；玻璃鋼管道還具有不生銹、不結(jié)蠟、不結(jié)垢，絕緣性能好，熱損失低的優(yōu)良特點(diǎn)，管線維護(hù)成本低；化學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，無(wú)二次污染。

3.3 管材比選

為了解決衛(wèi)城油田管道老化腐蝕穿孔造成的安全隱患，滿(mǎn)足油田開(kāi)發(fā)生產(chǎn)需要，根據(jù)衛(wèi)城油田氣液集輸特性，可用管材有兩類(lèi)，一是金屬管道，二是非金屬管道。通過(guò)對(duì)兩種不同材質(zhì)管道分析，應(yīng)用玻璃鋼工藝管道可有效解決衛(wèi)城油田集輸系統(tǒng)存在的腐蝕、穿孔造成環(huán)境污染、穿孔維修費(fèi)用高等問(wèn)題，確保集輸管網(wǎng)安全、高效運(yùn)行。

4.現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效益分析

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用：應(yīng)用DN200、壓力1.6MPa的玻璃鋼管道對(duì)衛(wèi)城油田的六條13km長(zhǎng)的集輸管道實(shí)施改造，使用后效果明顯。

效益分析：改造前后各節(jié)點(diǎn)溫度和壓力基本一致，其中末端站外輸壓力略有降低。節(jié)能效果明顯：玻璃鋼管道內(nèi)光潔度高，壓能損失降低，導(dǎo)熱系數(shù)小，熱能消耗較低。節(jié)約成本：改造后節(jié)省管道穿孔、占?jí)旱纫蛩卦斐少r償費(fèi)用60萬(wàn)元/年；管道局部更換、堵漏等維護(hù)、維修費(fèi)用100萬(wàn)元/年；原油泄漏回收費(fèi)用以及造成環(huán)境污染賠償費(fèi)用96萬(wàn)元/年。消除了安全、環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，改善了油區(qū)環(huán)境，環(huán)境效益十分明顯。

5.結(jié)語(yǔ)

玻璃鋼工藝管道能夠滿(mǎn)足衛(wèi)城油田工藝輸送要求；玻璃鋼工藝管道能夠有效解決衛(wèi)城油田集輸產(chǎn)出液對(duì)鋼質(zhì)管道腐蝕問(wèn)題，有效延長(zhǎng)管線使用壽命；玻璃鋼工藝管道可以在油田集輸系統(tǒng)推廣應(yīng)用。

[1]羅英俊萬(wàn)仁溥等.第十一章防腐防垢.采油技術(shù)手冊(cè)下冊(cè).

[2]林雪梅 鐘小宏等．玻璃鋼油管在文中油田水井上的應(yīng)用[J]．采油工程技術(shù)信息2014.06．