淺論地面管網(wǎng)管線腐蝕原因及延長(zhǎng)使用壽命的有效措施

王暉　封瑩　王琛

【摘要】：油田管網(wǎng)集輸廣泛采用的單井集輸流程為并聯(lián)式集輸流程，也就是將所有生產(chǎn)油井產(chǎn)出的油、氣、水通過(guò)管線匯集到一起輸送至聯(lián)合站。管線由于長(zhǎng)期深埋在地下以及頻繁地開(kāi)關(guān)井等各種腐蝕、水擊、振動(dòng)因素的影響時(shí)常出現(xiàn)管網(wǎng)穿孔，油、氣、水滲漏的現(xiàn)象。不僅造成大量油水井頻繁停井與污染環(huán)境事故的發(fā)生，使得職工的工作量及勞動(dòng)強(qiáng)度大為增加；而且縮短了集輸管網(wǎng)的使用壽命，影響了油水井的正常生產(chǎn)和油水井產(chǎn)量的完成。

【關(guān)鍵詞】：管線管網(wǎng)；延長(zhǎng)；壽命；穿孔；滲漏；污染；措施

勝利油田開(kāi)發(fā)已經(jīng)半世紀(jì)，隨著開(kāi)發(fā)過(guò)程的不斷深入，地下油氣水的分布狀況發(fā)生了變化，含水越來(lái)越高，有的油層已經(jīng)達(dá)到了90%以上。地層中的腐蝕性介質(zhì)不斷的從原油中分離出來(lái)，這些腐蝕介質(zhì)隨油井采出的井液一起通過(guò)地面管線輸送到聯(lián)合站；以及注水站的污水輸送到井口。在輸送過(guò)程中對(duì)地面管網(wǎng)管線必然會(huì)產(chǎn)生了很強(qiáng)的腐蝕性，從而造成地面管網(wǎng)管線穿孔、滲漏，造成油水井停產(chǎn)以及環(huán)境污染，造成人力、物力的大量損失。

一、造成地面管網(wǎng)管線腐蝕的原因

隨著油田進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)后階段，地面管網(wǎng)管線的使用年限已經(jīng)很長(zhǎng)，腐蝕老化嚴(yán)重的現(xiàn)象不可避免，管線穿孔時(shí)常發(fā)生。如何來(lái)延長(zhǎng)地面管網(wǎng)管線的使用壽命，是管理決策者所面對(duì)的難題及職工希望減少工作量的期盼。因?yàn)榈孛婀芫W(wǎng)管線穿孔后決策者必須及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察分析、提出整改措施以及處理污染，促使決策人員的工作量大幅增加和勞動(dòng)強(qiáng)度增大，職工希望少穿孔減小勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)分析觀察，目前現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中造成地面管網(wǎng)管線穿孔的現(xiàn)象主要有以下幾種原因：

1、管網(wǎng)管線的使用年限已經(jīng)較長(zhǎng)。管線的使用已經(jīng)接近報(bào)廢期限，腐蝕嚴(yán)重，脫皮、氧化等現(xiàn)象大量存在。使得管網(wǎng)管線一受到水力沖擊載荷影響，某個(gè)薄弱節(jié)點(diǎn)就會(huì)被沖擊破，從而造成穿孔。

2、隨著油田地下油氣水的分布狀況變化，含水逐年升高。地層中所含的H2S、CO2以及殘酸、泥漿和固相顆粒等各種腐蝕性介質(zhì)逐漸分離出來(lái)，這些介質(zhì)在輸送過(guò)程中對(duì)以鋼鐵為主的地面管線有很強(qiáng)的一腐蝕作用，使得地面管網(wǎng)的管壁越來(lái)越薄，當(dāng)壓力波動(dòng)大時(shí)就出現(xiàn)穿孔或自然腐蝕穿孔；

3、油田進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)后期，為了提高采收率，各種增產(chǎn)措施的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，如壓裂、酸化、化學(xué)解堵等。由于這些措施在施工過(guò)程中，配以各種化學(xué)藥劑與地層以及井內(nèi)管柱和地面管線的配伍性存在很大的差異，這些藥劑會(huì)在地層中發(fā)生化學(xué)變化，生成了對(duì)地面管網(wǎng)管線有性的介質(zhì)。這些介質(zhì)隨油井采出的井液一起通過(guò)地面管線輸送到聯(lián)合站，在集輸過(guò)程中對(duì)地面管網(wǎng)管線必然產(chǎn)生了一定的腐蝕作用，從而引起穿孔；

3、所用集輸管網(wǎng)設(shè)備材料質(zhì)量和施工質(zhì)量的影響。有的施工單位因利益驅(qū)使，使用廢舊管網(wǎng)管線；為了節(jié)約成本，焊口只焊一遍。這樣，如果監(jiān)督方?jīng)]有監(jiān)督到位，廢舊的管線在極短的時(shí)間就會(huì)穿孔。實(shí)踐證明至少有30%的穿孔是由于此方面原因引起的。

4、地層出砂的影響。在油田開(kāi)發(fā)過(guò)程中隨著地層中油氣水的不斷采出，地層壓力不斷下降，地層出砂現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重。地層中的沙礫伴隨著采出的油氣水在地面管線中流動(dòng)，對(duì)地面管網(wǎng)管線進(jìn)行沖擊、磨損，使管線底部摩擦出溝槽，從而縮短了管網(wǎng)管線的使用壽命；

5、地面管網(wǎng)管線的自然環(huán)境影響。管網(wǎng)管線在施工過(guò)程中地面情況復(fù)雜，經(jīng)常出現(xiàn)跨越淤泥、溝渠、池塘、沼澤等自然環(huán)境。由于這些環(huán)境多為鹽堿地，礦物質(zhì)含量高，由于管線長(zhǎng)期裸露在野外，風(fēng)吹雨淋日曬，其表面的防腐層很容易遭到破壞，腐蝕性的介質(zhì)就會(huì)順著破壞部位逐漸延伸，從而對(duì)地面管線造成由外向內(nèi)的腐蝕。

6、污水水質(zhì)的影響。注水站所輸送的污水礦化度高，含有CO/2、H2S成垢離子以及各種有機(jī)物和化學(xué)藥劑。這些成分對(duì)集輸污水管網(wǎng)管線的腐蝕極大，也是引起穿孔的主要原因。，

二、現(xiàn)場(chǎng)管理中延續(xù)地面管網(wǎng)管線使用壽命的方法

1、補(bǔ)漏：補(bǔ)漏就是操作人員對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行電氣焊焊接，封堵漏點(diǎn)。一年四季，無(wú)論嚴(yán)寒酷暑，只要地面管線出現(xiàn)穿孔，操作人員必須放空進(jìn)行挖孔補(bǔ)漏。這是對(duì)地面管線延長(zhǎng)其使用壽命的暫時(shí)性的維護(hù)措施。

2、換管：換管是在局部施焊補(bǔ)漏無(wú)法使地面管線繼續(xù)正常生產(chǎn)的情況下采取的一種更換管線的措施。由于換管只是對(duì)相對(duì)腐蝕嚴(yán)重的管網(wǎng)管線進(jìn)行局部更換而非全面更換的，這樣會(huì)使沒(méi)有更換部位穿孔現(xiàn)象還會(huì)繼續(xù)發(fā)生。

3、帶壓堵漏：對(duì)于低壓管線，一般多采用打卡子。就是用在專(zhuān)用的卡子，墊上膠皮，利用螺絲的預(yù)緊力來(lái)擰緊卡子，達(dá)到堵住漏點(diǎn)的目的；對(duì)于高壓干線多采用專(zhuān)用工具打鋼帶，達(dá)到堵注漏點(diǎn)的目的。這兩種方法都是暫時(shí)性的堵漏法?？ㄗ雍弯搸б挥鐾饬ζ茐?，隨時(shí)都有重新穿孔的危險(xiǎn)。

三、地面管網(wǎng)管線使用壽命縮短的原因

1、管網(wǎng)管線受力狀況

現(xiàn)場(chǎng)管理中經(jīng)常會(huì)遇到這種情況，當(dāng)?shù)孛婀芫€穿孔補(bǔ)漏或進(jìn)行放空施工后不久地面管線就會(huì)出現(xiàn)再次穿孔的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象是因?yàn)橛退母鞣N生產(chǎn)狀況引起的：如更換盤(pán)根盒、光桿，作業(yè)施工、焊補(bǔ)、換管等，需要對(duì)單井地面管線放空泄壓來(lái)保證施工的順利進(jìn)行，施工完后再將管線沖壓后恢復(fù)生產(chǎn)。由于壓力的增減沖擊，地面管線受到泄壓與充壓的影響，打破了地面管線原有的受力狀況，在一收一擴(kuò)的過(guò)程中給了地面管網(wǎng)管線造成損傷，頻繁的進(jìn)行泄壓與充壓嚴(yán)重的影響了地面管線的使用壽命。特別是使用年限長(zhǎng)的管線更加明顯，加大了穿孔范圍，甚至造成局部換管。

2、管網(wǎng)管線所受的自然狀況

油井采出的井液粘度發(fā)生變化，油井出砂、結(jié)蠟等增加了得地面管線在輸送井液時(shí)的壓力與摩擦阻力增大，勢(shì)必造成地面管線內(nèi)徑擴(kuò)張，造成管線的強(qiáng)度降低，從而縮短了地面管線的使用壽命，造成穿孔、換管現(xiàn)象的發(fā)生。

3、管網(wǎng)管線本身質(zhì)量及施工質(zhì)量。

四、延長(zhǎng)地面管網(wǎng)管線壽命的措施

1、加大監(jiān)督力度，選用質(zhì)量好的鋼制管線，同時(shí)提高施工隊(duì)伍的施工質(zhì)量水平。

2、遇到如更換井口盤(pán)根盒、更換桿管等施工時(shí)要盡量杜絕單井地面放空，避免地面管線出現(xiàn)泄壓與充壓的情況出現(xiàn)。通過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，管線在“一沖一泄”的沖擊應(yīng)力下，最容易受到磨損及腐蝕。因此，在現(xiàn)場(chǎng)操作時(shí)無(wú)需將整個(gè)地面管線進(jìn)行放空施工，最好將放出的井液利用小型回收罐將其回收即可，從而保護(hù)地面管網(wǎng)管線因壓力變化造成的損傷，從而延長(zhǎng)其壽命。

3、作業(yè)井洗井時(shí)，由于壓力及排量大，對(duì)于地面管線老化的井應(yīng)避免洗井進(jìn)入干線。應(yīng)將洗井洗出的井液用回收罐進(jìn)行回收；開(kāi)井時(shí)應(yīng)密切注意井口回壓的變化，回壓過(guò)高應(yīng)及時(shí)停井，利用回收罐回收井液直至壓力正常，避免因壓力波動(dòng)大造成穿孔來(lái)延長(zhǎng)管線的使用壽命。

4、加強(qiáng)日常管理工作，及時(shí)錄取油水井的回壓與油樣，加大巡檢力度。如果油井產(chǎn)出的井液發(fā)生變化，應(yīng)及時(shí)觀察壓力，當(dāng)壓力發(fā)生明顯的升高時(shí)應(yīng)及時(shí)停井，并調(diào)整好地面摻水量，使回壓降低到正常值。特別是稠油井、結(jié)蠟井和沒(méi)有摻水的井應(yīng)加密錄取壓力與油樣，應(yīng)密切注意壓力的變化，如壓力持續(xù)上升應(yīng)及時(shí)停井分析原因，避免地面管線超壓工作，來(lái)延長(zhǎng)其使用壽命；

5、加強(qiáng)職工業(yè)務(wù)素質(zhì)能力，提高其管理水平。通過(guò)技能培訓(xùn)及業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，使現(xiàn)場(chǎng)職工的操作水平不斷提升，從而避免誤操作，人為的造成地面管網(wǎng)管線憋壓，使得地面管線超壓工作而產(chǎn)生穿孔等損壞現(xiàn)象，這樣也有利于延長(zhǎng)地面管線的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

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