油田地面工程管道防腐施工技術探討

孫永志

（大慶油田工程建設有限公司油田工程事業(yè)部，黑龍江 大慶 163000）

0 引言

當前為滿足我國社會經(jīng)濟發(fā)展需要，油田建設中需不斷提高工程質(zhì)量和生產(chǎn)運行能力?，F(xiàn)階段，在油田地面工程中，管道腐蝕問題依然存在，威脅著整體工程的穩(wěn)定運行。有效應用防腐施工技術，可以增強管道抗腐蝕形貌，維護油田地面工程管道投運質(zhì)量。只有做好管道防腐施工處理，才能降低管道泄漏幾率，避免經(jīng)濟損失問題和環(huán)境污染問題。

1 油田地面工程管道腐蝕類型和原因分析

1.1 管道腐蝕類型

（1）外腐蝕。外腐蝕顧名思義指的是管道外壁腐蝕現(xiàn)象，對于長期處于自然環(huán)境中的油田地面工程管道，外部因素影響較大，比如附近生產(chǎn)活動影響、氣候因素影響等，工作環(huán)境越復雜，管道外壁腐蝕則愈加嚴重。管道的防腐層會直接與外部環(huán)境接觸，施工中對管道腐蝕現(xiàn)象缺乏了解，沒有掌握腐蝕特點和原因，就無法控制好防腐層施工效果，導致其防腐性能不足，而加劇管道腐蝕和老化問題；

（2）內(nèi)腐蝕。內(nèi)腐蝕主要是管道內(nèi)部介質(zhì)影響下導致管道被腐蝕，比如溶解鹽、砂石和二氧化碳等，這類腐蝕造成的腐蝕往往表現(xiàn)為管道裂縫、穿孔，嚴重的內(nèi)腐蝕甚至會導致停產(chǎn)的嚴重后果。特別是高含水生產(chǎn)期間，油氣中會含有更多雜質(zhì)，管道受到的侵蝕更加嚴重。雖然注水開發(fā)會提高采油率，但也會危害石油運輸管道，使其出現(xiàn)結(jié)垢、腐蝕等缺陷[1]。

1.2 腐蝕原因

（1）物理因素。油田地面工程管道會受到介質(zhì)溫度、外部壓力和內(nèi)部流速等因素影響，在相同的使用年限下，如果管道內(nèi)部介質(zhì)離子活躍度高、化學反應強烈，則會造成嚴重的管道腐蝕。同時，底層中含有腐蝕性強的氣體、溶解氣體多，也會加重管道腐蝕；

（2）化學原因?；瘜W因素會導致地面工程管道腐蝕，管道水和油井采出液中含有大量聚合物，存在嚴重礦化現(xiàn)象，以及較高的含油乳化程度，同時聚集腐蝕性二氧化碳，會形成鹽酸，降低采出液pH值，酸性更加顯著，加重管道腐蝕；

（3）人為原因。造成管道腐蝕現(xiàn)象的成因中，人為因素是相當關鍵的，比如在管道施工中未重視管道防腐施工，其防腐層質(zhì)量差，容易損壞和老化，會導致管道被腐蝕。同時，管道施工中忽視一些腐蝕風險高的部位，比如三通、接頭和彎頭等，未對其進行有效防腐包裝處理，也會引發(fā)嚴重腐蝕；

（4）生物原因。油田地面工程管道腐蝕過程中，生物原因同樣不可忽視，管道內(nèi)部受鐵桿菌、腐生菌等活動影響而產(chǎn)生嚴重腐蝕。

2 油田地面工程管道防腐施工重要性

2.1 延長管道壽命

開展油田地面工程建設時，施工人員需重視防腐施工環(huán)節(jié)，科學應用相關技術強化管道防腐能力。防腐施工下，地面工程管道更加耐腐蝕，可以延長其使用壽命，降低更換、維護成本等，保證企業(yè)經(jīng)濟效益。

2.2 實現(xiàn)安全的石油儲存與運輸

油田地面工程中，多采用長距離運輸管道，是我國石油供應中重要組成部分，但由于油田分布位置較偏僻，因此管道經(jīng)過的地形比較復雜、多變，受各類因素影響較嚴重。管道下游多為人口密集、經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，出現(xiàn)泄漏、爆炸事故造成的損失巨大。加強油田地面工程防腐施工，可實現(xiàn)安全的石油儲存、運輸，降低安全事故率[2]。

3 油田地面工程管道防腐施工技術措施

3.1 合理設計防腐施工方案

確保施工方案合理性，是實現(xiàn)油田地面工程管道有效防腐的重要基礎，方案設置質(zhì)量關系著防腐質(zhì)量與效果。當前，含油污水腐蝕性較強，注水和低壓污水管線中，鋼骨架復合管和玻璃管的應用較多，使用中易產(chǎn)生內(nèi)部腐蝕。因此可選擇非金屬管線，如果管道使用環(huán)境中，含有較多的H2S和Cl，則可考慮選擇鎳基合金雙金屬復合管，避免內(nèi)部湍流腐蝕。需注意，在實際施工中，要將管線曲率半徑控制在管徑三倍之上。

3.2 加強管道防腐施工管理

要正視管道頻繁出現(xiàn)的老化、腐蝕、泄漏問題域，做好油田地面工程管道防腐施工，落實好防腐施工管理，以提高防腐施工質(zhì)量。在施工前，需組建專門的地面系統(tǒng)工程防腐施工管理小組，對集輸系統(tǒng)、場站內(nèi)管道防腐施工、嚴重隱患部位，進行定期、不定期的檢查。調(diào)查采油區(qū)地面工程，根據(jù)可能發(fā)生腐蝕的范圍、腐蝕發(fā)生規(guī)律等，制定好應對措施。同時，還需根據(jù)檢查結(jié)果制定、開展全生命周期和管理機制，參考防腐標準要求，不斷升級地面管道防腐施工。此外，需提前分析防腐施工中重難點，掌握可能發(fā)生的問題，形成良好的風險意識，統(tǒng)籌安排防腐施工，升級材質(zhì)、優(yōu)選緩蝕劑等，加強管道防腐的預防管理，而非單純的事后治理，對于防止管道泄漏，以及實現(xiàn)油田增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)有著積極意義。

3.3 選擇合適的防腐材料

油田地面工程管道防腐施工中，材料的質(zhì)量關系著最終防腐效果，需嚴格檢查進場施工材料質(zhì)量，特別是要檢測防腐材料性能是否達標，如果材料質(zhì)量不達標，其表面存在缺陷，則不可在施工中施工。不同類型的管道防腐材料，其防腐特征不同，選擇過程中，需從管道實際使用環(huán)境、設計要求等出發(fā)合理選擇。比如，在油田地面工程管道施工中，如果施工地段存在低壓污水，則盡量避免選擇金屬材質(zhì)管道。如果施工環(huán)境中，土壤中氯離子、硫化氫等含量較高，合金金屬復合管道有雙層結(jié)構(gòu)鈍化膜，是比較理想的選擇。

3.4 常用防腐處理技術

（1）管道噴涂防腐。這種處理方式，是在管道內(nèi)外壁設置防護涂層和保護層，在管道防腐基礎上，提升管道結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能，被廣泛應用。實際施工中可選擇的防腐噴涂材料也比較多。

第一，石墨烯改性重防腐涂料。該材料的物理防腐和電化學防腐性能好，疊加的石墨烯片層結(jié)構(gòu)可以形成迷宮一樣的屏蔽結(jié)構(gòu)，避免防腐涂層被腐蝕介質(zhì)滲透、擴散，增強管道阻隔腐蝕的性能。同時，石墨烯的共軛結(jié)構(gòu)使其導電性較為理想，具有陰極保護作用；

第二，無溶劑液體環(huán)氧涂料。在管道內(nèi)外壁均勻涂刷無溶劑液體環(huán)氧材料進行防腐處理，可以降低管道摩阻，降低摩阻系數(shù)，管道的輸送量加大、設備使用壽命長、成本低。同時良好的耐磨性，也可將其用于含固體顆粒的管道內(nèi)襯；

（2）外加電流陰極保護防腐。通過輔助陽極和電流的方式進行控制操作，可以控制埋設管道的土壤中電流流量，避免電化學作用影響管道傳輸介質(zhì)進而發(fā)生腐蝕。具體施工工藝就是外加電流陰極保護措施，選擇石墨烯、冶金焦炭等回填材料，填充處理管道安裝區(qū)域土壤陽極周邊，形成陽極地床，降低地床的接地電阻，以實現(xiàn)防腐效果。該技術操作中，可有效控制輸出電流，擴大管道防腐保護面積；

（3）緩蝕劑防腐。在油田地面工程管道防腐施工中，借助緩蝕劑可以控制腐蝕介質(zhì)的影響，緩蝕劑成分中本身存在吸附性較強的因子，在管道表面涂刷可以吸附管道金屬表面層，促進電荷狀態(tài)變更，且形成一層保護層，將管道與其他物質(zhì)阻隔開來，降低管道腐蝕速度。要取得良好的緩蝕效果，需要控制好緩蝕劑濃度，濃度高則緩蝕效率也高，在酸性溶液中會取得更明顯效果。需參考管道材料、管道環(huán)境合理選擇，緩蝕劑要能夠與介質(zhì)相容，但不會在介質(zhì)中被分散、產(chǎn)生中和和氧化還原反應等。此外，還需控制好中性介質(zhì)pH值，比如pH值太低而亞硝酸鈉失效[3]。

4 結(jié)語

受各類因素影響，油田地面工程管道腐蝕問題依然存在，需通過合理設計施工方案、優(yōu)化防腐措施、增強防腐施工管理等，高質(zhì)量完成管道防腐施工，提高其防腐性能，保證管道工程運行質(zhì)量。