淺談土壤性質(zhì)對油田埋地管道的影響

白春飛

（大慶油田有限責(zé)任公司第四采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163511）

0 引言

土壤性質(zhì)分為物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)，這里我們主要探討化學(xué)性質(zhì)對埋地管道的影響，土壤的化學(xué)性質(zhì)主要有土壤的酸堿性、緩沖性、氧化還原性質(zhì)、吸附性、表面電化學(xué)性質(zhì)與膠體性能等。本文談及的埋地管道主要指油田產(chǎn)能建設(shè)過程中，伴隨著油氣生產(chǎn)而鋪設(shè)在地面以下的各類輸油、輸氣和輸水管道。

1 管道類型及鋪設(shè)方式

1.1 管道分類

從管徑上分， 油田常用管道管徑從Φ40～1500mm之間均有使用；從生產(chǎn)原料上分，最常用的管道類型有黃夾克管道（內(nèi)纏聚乙烯膠帶硬質(zhì)聚氨酯泡沫塑料夾克管）、瀝青管道以及玻璃鋼管道等；從使用功能分，油田生產(chǎn)過程中主要有原油運輸管道、污水運輸管道、天然氣運輸管道和注入水運輸管道等；從承壓能力上分，通常分為高壓管道和低壓管道。

1.2 鋪設(shè)方式

由于管道的用處不同，導(dǎo)致鋪設(shè)方式也有很多種。使用最多的就是單管單溝鋪設(shè)方式，尤其是在油田開發(fā)早期，井間距比較大，一般采用單井管道單獨鋪設(shè)的方式，另外還有站間管道和外輸管道多數(shù)都采用單管單溝的方式鋪設(shè)。另一種鋪設(shè)方式為多管同溝，這種方式是在近幾年逐漸開始采用的，因為近幾年加密井增多，井間距縮小，臨近的油水井在去往同方向時常常采用多管同溝鋪設(shè)，節(jié)省了土地征用面積。對于不同的管道要求的埋地深度也有所不同，因為地處北方地區(qū)，冬季氣溫較低，在鋪設(shè)易受凍管道和承壓較大的管道時多數(shù)埋地深度達到1.35m以上。

2 土壤性質(zhì)對管道使用周期的影響

埋地管道一經(jīng)投產(chǎn)使用就意味著將終生與土壤為伴，不論增加哪些防腐措施，也無法阻擋土壤對其的侵蝕，因此我們來探討土壤的哪些性質(zhì)會對管道產(chǎn)生影響，影響到底有多大。

2.1 土壤酸堿度

眾所周知，大慶地區(qū)土地屬于鹽堿地。在其他文獻中可以查閱到，大慶地區(qū)土地pH值整體處于7.1～9.5之間，明顯為堿性土壤。理想狀態(tài)下，堿和鐵是不發(fā)生反應(yīng)的，也就是說不會腐蝕管道，但管道制作過程中會含有雜質(zhì)，這些雜質(zhì)有的會與堿發(fā)生反應(yīng)導(dǎo)致管道被腐蝕，生產(chǎn)過程中我們常會看到管道被腐蝕生銹以及穿孔的情況發(fā)生。

2.2 土壤濕度

大慶油田地處北溫帶，屬于溫帶大陸性季風(fēng)氣候，有記載以來冬季最低氣溫-39.2℃，夏季最高氣溫達到39.8℃。全年氣溫差一般在60℃左右，這就對管道的熱脹冷縮能力提出嚴峻考驗。從實際生產(chǎn)角度觀察，夏季高溫一般不會影響管道的壽命，只有當(dāng)雨季來臨時雨水增多，雨水滲入地下，對管道會造成侵蝕，經(jīng)水浸泡鐵質(zhì)管道則易腐爛生銹，嚴重時就會穿孔。另外，冬季低溫常常使管道受到影響，尤其管道埋深較淺以及管道中有液體停止流動時，極易發(fā)生凍堵，一旦凍堵管線承受的壓力將會劇增，直接關(guān)系管道的使用壽命。

2.3 土壤類型

大慶地區(qū)主要以沙土土質(zhì)為主，黏土較少，地表會有比較薄的一層黑沙土，黑砂土以下就是黃黏土，再向下就是巖土，一般管道的埋地深度都在1～2m左右，在這個深度的土壤主要是黏土，黏土緊實度較大，對管道形成擠壓作用，但壓力不足以對管道形成威脅。

3 延長管道使用周期的幾個觀點

通過長時間的生產(chǎn)實踐，工人們從實踐中不斷總結(jié)，影響管道使用周期的主要原因有以下幾個方面，如果能夠有效控制這幾個因素，一定會對延長管道使用周期起到較好的作用。

3.1 減少翻新管道的使用

管道使用周期到了以后，就會頻繁的出現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象，說明管道已經(jīng)到了退役的時限，經(jīng)過了解，一般這種管道回收后會有一部分材質(zhì)較好的經(jīng)過修復(fù)后重新投入使用，這樣做可以減少成本，但畢竟管道已經(jīng)經(jīng)歷過一次服役，再次投入使用效果很不好。

3.2 增加管道壁厚

管道在鑄造成型時，為了滿足不同的生產(chǎn)需求，管道的壁厚就會分為很多種，比如用于清水輸送的管道可以采用壁厚較薄的管道，因為清水的腐蝕性較小，如果輸送污油和聚合物的管道就要采取壁厚加厚以及增加碳鋼含量的管道作為載體，這樣可以有效的延長管道被腐蝕的周期，增加管道使用壽命。

3.3 增加埋地深度

前面介紹了大慶地處北溫帶氣候，冬季寒冷，一般土壤凍層可以達到2.15m甚至更深。管道埋深越淺，受凍的可能性越大，為了防止管線凍堵，延長管道使用壽命，增加管道埋深是防止管道凍堵的有效手段之一。

3.4 做好管道標志

大慶油田開發(fā)60年，埋于地下的各類管道不計其數(shù)，縱橫交錯，在進行各類施工時隨時有可能對已建管道造成不可挽回的傷害，即使沒有傷害到管道，也可能使管道地上覆土變薄變少或者改變了土壤性質(zhì)，因此管道鋪設(shè)完成后，在地表做好管道標志十分有必要，對減少對管道的傷害也很有意義。

4 結(jié)語

埋地管道的完整性對于油田開發(fā)具有重要意義，一旦管線發(fā)生泄漏，造成的安全隱患和環(huán)境隱患可能會引發(fā)不可挽回的經(jīng)濟損失。就大慶油田而言，土壤性質(zhì)是無法改變的，我們只能從管理角度和管道本身出發(fā)，提高管理水平，正確鋪設(shè)及使用各類管道；提升管道品質(zhì)，讓管道物盡其能，保證油田各項生產(chǎn)工作順利開展，完成運輸載體的使命，為創(chuàng)造百年油田發(fā)揮歷史作用。