油田地面工程管道防腐施工技術應用分析

王 超

（大慶油田第二采油廠基建工程管理中心，黑龍江 大慶 163414）

1 油田地面管道腐蝕概念和腐蝕原理

1.1 油田地面管道腐蝕基本概念

油田地面管道工程繁瑣復雜，且存在工程施工量大、地理位置跨度大等特點，部分管道在連接的途中甚至可能經(jīng)歷多個外界條件差異極大的地區(qū)，造成管道腐蝕問題特別多?，F(xiàn)階段，我國油田歷經(jīng)幾十年的開采，已從高油期進入高水階段，需要工作利用注水方式開采，這就大幅提升了管道的腐蝕程度。此外，還將造成管壁結垢問題嚴重，大量管道在投入使用后的數(shù)月便開始出現(xiàn)各種程度上的穿孔腐蝕現(xiàn)象，急需工作人員重新進行管道施工，給油田正常開采工作造成不利影響，增加油田地面工程作業(yè)量和成本。

1.2 油田地面管道腐蝕的機理

1.2.1 化學因素

油田地面管道水中和采出液中均含有大量的聚合物，礦化現(xiàn)象與含有乳化度明顯，小直徑懸浮物、腐蝕性物質以及細菌較多。CO2在地下水中溶解形成碳酸，造成油田采出液酸堿度改變，使其向酸性發(fā)展，進而加速了金屬管道等的腐蝕速度。而且，由于油田采出液具有明顯的礦化現(xiàn)象，氯離子濃度較高，加快了地面工程管道的腐蝕。并且，采出液酸性越高，腐蝕問題帶來的后果也就越明顯[1,2]。

1.2.2 物理因素

管道腐蝕問題受腐蝕傳播介質壓力、溫度以及流速等多重物理因素影響。首先，溫度與離子活躍程度存在正比關系，溫度越高離子活性也就越高，腐蝕問題也就越嚴重。其次，地層水體溶解氣體含量直接影響管道內壁腐蝕速度，氣體含量越高管道腐蝕速度越快。最后，作用介質流動速度越快，介質中各種微小雜質對管道內壁的磨損就越嚴重，在流動的過程中對管道內壁防腐層造成極大破壞，大幅縮減管道壽命。

1.2.3 生物因素

采出液內部含有大量不同種類的微生物菌群，如硫酸鹽還原菌、鐵桿菌等，其營養(yǎng)獲取、排泄、繁殖、死亡等各種生物活動均會加快工程管道腐蝕速度。一方面，鐵桿菌可以將鐵離子轉變?yōu)槿齼r鐵離子，進而與氫氧根發(fā)生化學反應生成具沉降性的氫氧化鐵，經(jīng)過長時間的累積，在管道內壁形成厚重的污垢層；另一方面，還原菌能把物質還原成具有腐蝕性的硫酸根，使管道內部鐵物質生產(chǎn)硫化亞鐵等，對管道造成腐蝕[3]。

2 油田地面工程管道防腐施工技術應用

2.1 管道防腐蝕技術設計

油田地面管道防腐蝕施工效果、質量與具體設計方案具有緊密聯(lián)系，設計方案質量優(yōu)劣可對防腐效果、質量造成直接性影響。據(jù)黑龍江省大慶市大慶石油管理局調查科統(tǒng)計資料表明，在我國油田地面工程中，低壓注水管道與污水管道普遍為鋼制復合管和玻璃管，污水在流通的過程中極易造成腐蝕問題。鑒于上述問題，建議在滿足管道強度標準的基礎上，采用非金屬類管道。在氯離子和硫化氫濃度較高的環(huán)境中，則應合理選取鎳基合金復合型管道。為避免局部急流腐蝕作用，應在急流沖擊部分加裝三倍管徑管道，在工人對管道進行焊接的過程中，應盡量選取抑制焊條焊絲，進而降低電偶腐蝕對管道產(chǎn)生的種種危害。在管道線路外部防腐蝕材料的選取過程中，應結合具體施工區(qū)域環(huán)境特點和腐蝕特點，外在破壞嚴重區(qū)域不可選用黃夾克防腐措施，水位較高的地區(qū)不可采用瀝青防腐措施。

2.2 管道外防腐技術

影響油田地面管道工程外防腐施工整體質量和細節(jié)質量的因素較多，如工作人員施工水平、防腐蝕材料、涂刷技術等。為確保管道外防腐施工的各方面質量和防腐蝕能力，應嚴格要求施工人員遵守相關技術要求和操作規(guī)范，合理選取防腐層原料，完善升級涂敷技術，進而確保油田地面管道工程外防腐整體施工質量。根據(jù)外防腐施工方法的不同，大致可將其分為滾涂、涂刷和空氣噴涂等多種形式。一方面，在眾多防腐施工方法中，涂刷法操作更為便捷，且涉及相關設備較少，時常用于管道外防腐施工，但是涂刷法防腐施工要求施工人員工作強度較高，大量工作需要人工完成，施工質量穩(wěn)定性和效率是其最大的缺點，在施工過程中經(jīng)常由于施工人員操作問題造成漆膜成型缺乏一致性；另一方面，空氣噴涂施工方法應使用專業(yè)化噴涂設備對空氣進行吸入和壓縮，再將氣體高壓噴射于管壁外部，其優(yōu)勢是施工效率高、質量穩(wěn)定，其缺點是相關設備價格昂貴，操作流程相對繁瑣復雜。

2.3 管道內防腐技術

現(xiàn)階段，油田地面管道內防腐技術大致可分為幾種，其中應用最為廣泛的是陰極防腐方法和電化學防腐方法。首先，在陰極防腐方法方面，通過在油田地面管道上施加電流，降低介質中腐蝕物質活性，有效控制管道金屬氧化速度，對管道內部薄弱部位形成良好保護作用，同時，陰極防腐方法被廣泛應用于大面積管道防腐處理；其次，在電化學方法方面，通過對管道施加電流，控制管道內壁腐蝕速度。在外部電流的作用下，管道本身電位方向發(fā)生變化，在管道內部形成具有防腐功能的金屬鍍層，進而實現(xiàn)全方位的防腐保護。

3 結語

綜上所述，隨著油田管道運行時間的增加，逐漸呈現(xiàn)出各種各樣的管道腐蝕問題，為我國管道施工領域帶來巨大挑戰(zhàn)。相關人員應針對不同腐蝕原因，采取具體防腐措施，進而延長管道使用年限，確保管道運輸?shù)目煽啃院头€(wěn)定性，為我國石油事業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展提供良好的基礎保障。