海水消散劑在FPSO海水系統(tǒng)的應用

唐亮，孫冰

(中海油能源發(fā)展股份有限公司 采油服務分公司，天津 300452)

隨著海洋石油112 FPSO服役時間增加，由于防海生物裝置電解液防海生物的性能差，加上不同海域海水環(huán)境的差異(如泥沙等)影響了海生物殺滅的有效性，海水系統(tǒng)管線出現(xiàn)腐蝕穿孔，海生物堵塞換熱器，閥門內(nèi)漏等問題。

海洋石油112海水系統(tǒng)主要包括消防水系統(tǒng)、海水冷卻系統(tǒng)和防海生物污染系統(tǒng)，從系統(tǒng)運行情況來看，海水冷卻系統(tǒng)的問題更突出，因此，以海水冷卻系統(tǒng)(見圖1)為切入點討論海水腐蝕問題。防海生物裝置的性能在特殊區(qū)域效果不好，可以嘗試藥劑對海生物在系統(tǒng)內(nèi)附著產(chǎn)生積極影響，需要在現(xiàn)場安裝SWD海水消散劑注水設備。

圖1 海水系統(tǒng)流程

1 在海水系統(tǒng)防腐蝕方面的應用

防海生物裝置的工作原理[1]：電解的離子殺死海生物幼蟲，并在海水系統(tǒng)管線容器內(nèi)部形成一層保護膜阻止海生物在海水系統(tǒng)內(nèi)部吸附長大，污染海水系統(tǒng)。SWD海水消散劑的工作原理：直接在海水系統(tǒng)管線內(nèi)部，容器內(nèi)部形成一層保護膜，防止海生物幼蟲吸附在海水系統(tǒng)內(nèi)部，并在海水系統(tǒng)內(nèi)長大，影響海水系統(tǒng)的正常運行，但是不能殺死海生物幼蟲，沒有任何類似于氯離子等電解離子對海水系統(tǒng)管線的腐蝕[2-4]。對海水系統(tǒng)進行SWD海水消散劑現(xiàn)場注入試驗。

SWD海水消散劑是一種保護海水冷卻系統(tǒng)不受污染的高效的消散劑。維護高效系統(tǒng)的冷卻能力，實質(zhì)上是保護海水冷卻系統(tǒng)不被微生物(細菌)或海生物(貝類、海藻類等)污染[5-6]。

當使用海水消散劑后，可以預防海生物的污染，防止海生物吸附在換熱設備上[7]。

1.1 海水消散劑的特點

1)高效消散。

2)氣味淡。

3)應用設備簡單，費用低。

4)濃縮液體。

5)pH中性。

1.2 海水消散劑在海水管道防腐中的優(yōu)點

1)有助于系統(tǒng)保持設計導熱率。

2)不需要持續(xù)使用和監(jiān)測。

3)操作簡便。

4)不需大的投資或高額維修費用。

5)應用簡單。

6)費用有效。

7)對絕大多數(shù)金屬無腐蝕。

8)安全地應用在海水系統(tǒng)。

1.3 應用方案

1.3.1 預清洗

在使用海水消散劑之前，需要先對海水冷卻系統(tǒng)進行清洗。假如系統(tǒng)已經(jīng)污染，海水消散劑只能影響現(xiàn)在新的海生物，但不能驅(qū)散已經(jīng)吸附在系統(tǒng)內(nèi)海生物。為了達到預期的效果，應當去除已經(jīng)吸附的海生物。由于海水系統(tǒng)一直處于運行狀態(tài)不能中斷，預清洗非常困難，但可以尋找機會采取相應的保護措施。

1.3.2 消散劑投注

DREWSPERSE SWD海水消散劑可以通過定量給料裝置注入到海底門，每100 t海水投0.6 L，持續(xù)1 h[8]。最佳的投藥點能夠把稀釋的藥液注入到海底門過濾器，藥液將與海水冷卻系統(tǒng)所有海水接觸混合。推薦最少每3天投藥1次。海水泵排量為2 571 m3/h，需要注入15.5 L/h，每年共需要1 860 L。

1.3.3 消散劑投注設備參數(shù)選擇

現(xiàn)場試驗1套水力射流定量注入裝置——SWT-2(見圖2)的實際性能。

圖2 射流注入裝置

噴射注入裝置:最大為48 L/h, 操作壓力20～100 N；手動開/關控制,費用低。

2 在其他油田的經(jīng)驗

2.1 其他平臺的經(jīng)驗

自2003年，渤海灣有一海上設施開始應用海水消散劑，消散的效果非常好，海水系統(tǒng)的狀態(tài)和以前相比得到改善，隨后又一海上設施在已有的成功經(jīng)驗基礎上，試驗海水消散劑，效果也非常好。

2.2 可借鑒的經(jīng)驗和選擇

基于2個海上設施注入海水消散劑消散海生物的成功經(jīng)驗，考慮到貝類、螃蟹、海蜇和蝦等較大海生物可以被海水泵入口的濾網(wǎng)攔截，假如體積較小的海生物，可以自由通過濾器，進入海水系統(tǒng)并尋找適宜生長的地方，堵塞換熱器盤管，甚至影響正常操作。安裝雙聯(lián)過濾器將攔截過濾海藻、貝類、蝦等固體海生物，可以有效保護原油換熱器。注入海水消散劑是目前海水系統(tǒng)狀態(tài)下的一個選擇。

3 在海洋石油112 FPSO上的注入和評估

3.1 執(zhí)行計劃

投藥裝置安裝在泵艙內(nèi)，投藥點在5個海底門處(利用原來的防污染系統(tǒng)管線投藥)。

在注入海水消散劑之前清洗原油換熱器過濾器和主機海水冷卻器過濾器，并作為檢查海生物吸附情況的觀察點。

按照海水系統(tǒng)所有海水泵運轉(zhuǎn)時的排量2 571 m3，需要注入17.28 L/h的消散劑，注入持續(xù)時間需要1 h， 海水溫度較高每2天注入1次(5—10月)，海水溫度低時5～7天1次(1—4、11—12月)。

海水消散劑注入1個月后，重新清洗原油換熱器過濾器和主機海水冷卻器過濾器，看是否有海生物吸附在過濾器內(nèi)部的表面上，來判斷海水消散劑是否有效。

如果沒有海生物吸附在過濾器表面或其他管線內(nèi)部，就正常使用海水消散劑。

3.2 執(zhí)行情況

注入海水消散劑正式時間在4月1日，海水溫度開始逐漸升高，比較適合海生物的生長，為了防止海生物在海水系統(tǒng)中生長，海水消散劑注入周期調(diào)整為注入1次/天，1次/h。

3.3 評估

在海水消散劑注入之前，海底門過濾器內(nèi)的海生物生長比較旺盛，絕大多數(shù)吸附在過濾器的內(nèi)部，清理比較困難(見圖3)；在注入海水消散劑注入后，盡管有體積較大的海生物，但是沒有吸附在過濾器的內(nèi)部(見圖4)，注入藥劑前后的照片可以清晰地反映出海生物污染情況。

圖3 海水消散劑注入前濾器

圖4 海水消散劑注入后濾器

對比注入SWD 海水消散劑前后照片，可以看出海生物牢固地吸附在過濾器內(nèi)部并大量生長；注入海水消散劑后，過濾器內(nèi)部雖然有體積較大的貝類，沒有海生物吸附的現(xiàn)象。SWD 海水消散劑控制海生物有效，限制了海生物在海水系統(tǒng)內(nèi)的過濾器、管線內(nèi)部的吸附。

3.4 建議優(yōu)化措施

雖然海水消散劑在海洋石油112 的海水系統(tǒng)得到了應用，但仍然需要采取一些措施，保證海水系統(tǒng)安全運行。

1)改造海水泵入口濾器確保其工作正常，海生物將被過濾和攔截在海水泵之前，避免對海水泵造成損害。

2)在其他海水用戶的海水管線上增加過濾器。

3)定期清洗海水泵入口濾器和海水用戶的過濾器，收集好相關信息。

4)繼續(xù)監(jiān)測海水消散劑的效果。

5)摸索出最佳的投藥量，降低海水消散劑的使用費用。

6)建立海水消散劑監(jiān)測評估機制，包括過濾器清洗，在海水溫度較適合海生物生長的季節(jié)，海生物是否可以控制住，消除對海水系統(tǒng)用戶的影響，并降低對海水管線的腐蝕。

4 結(jié)論

通過3個月的SWD海水消散劑注入試驗，海水系統(tǒng)未出現(xiàn)海水消散劑注入前出現(xiàn)的海水管線穿孔泄漏等類似事故，保證海水系統(tǒng)正常運行。

結(jié)合其他海洋平臺的成功經(jīng)驗，海水消散劑的防腐效果在海洋石油112的海水系統(tǒng)上再次得到驗證。今后在渤海灣淺水區(qū)域油田開發(fā)時，在設計階段可以考慮增加SWD海水消散劑注入方式作為海水系統(tǒng)防腐的一個選項。