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采油集输管线结垢及腐蚀机理探讨

发表时间：2021/6/10 来源：《中国科技信息》2021年7月作者：韩小杰1南红梅2 张兆杰3

[导读] 输管线的结垢及腐蚀问题将严重制约油田单位的进一步发展，也将严重威胁周围工作人员的安全。引起结垢问题的原因较为简单，主要是碳酸钙的溶解所引起，最可行的方法就是通过电解法防止出现结垢问题，而引起集输管线腐蚀的原因众多，必须根据腐蚀问题出现的具体原因，分别采取多项措施，防止腐蚀问题威胁管线安全。

1胜利油田东胜黄河石油开发有限责任公司信远管理区韩小杰1
2胜利油田东辛采油厂营一管理区采油1站南红梅2
3滨南采油厂油气集输管理中心张兆杰3

摘要：集输管线的结垢及腐蚀问题将严重制约油田单位的进一步发展，也将严重威胁周围工作人员的安全。引起结垢问题的原因较为简单，主要是碳酸钙的溶解所引起，最可行的方法就是通过电解法防止出现结垢问题，而引起集输管线腐蚀的原因众多，必须根据腐蚀问题出现的具体原因，分别采取多项措施，防止腐蚀问题威胁管线安全。
关键词：采油集输管线；结垢机理；腐蚀机理；环境因素；防治措施
        一、引言
        当采油集输管线出现严重的结垢及腐蚀问题时，不但会使得原油的集输效率严重下降，而且还可能会威胁集输管线的运行安全，因此，对结垢及腐蚀问题进行深入研究十分重要。引起原油集输管线出现结垢和腐蚀问题的原因众多，既有外部环境原因也有原油成分原因，正是由于原因众多，使得油气田单位难以采取合理的措施防止出现结垢及腐蚀问题。笔者认为，要想提出合理且实用的防治措施，必须对出现结垢及腐蚀问题的原因进行深入分析，在此基础上才能提出合理的解决方案，为保障集输管线的合理运行奠定基础。
        二、采油集输管线结垢机理分析
        众所周知，石油存在的环境温度和压力都相对较高，而在原油开发的过程中，开采的温度和输送的温度也相对较高。在另一方面，原油存在于岩石层较厚的区域中，使得原油中本身就存在一定量的碳酸钙成分，在高温的作用下，碳酸钙将会产生反应，进而得到氧化钙，在对原油进行集输的过程中，碳酸钙将附着于管道表面，从而出现严重的集输管道结垢问题。对于我国原油而言，我国原油具有较高的粘度，在部分地区开采原油的过程中，会采用加热开采的方式，这使得碳酸钙的反应速度加快，使得原油中氧化钙的成分升高，同时，我国部分地区原油中的碳酸钙含量也相对较高，这也是我国集输管线较为容易出现结垢问题的主要原因。
        三、采油集输管线腐蚀机理分析
        1.环境因素
        环境问题是引起集输管线外腐蚀的主要原因。在对原油进行集输的过程中，由于集输距离相对较短，因此普遍会采用架空管道对其进行输送，架空管道曝光于外界环境中，外界环境水蒸气的存在将会使得集输管线出现严重的化学腐蚀。

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另一方面，集输管道将直接与集输设备相连，集输设备属于电气化设备，在使用过程中不可避免的会出现杂散电流，目前的研究成果表明，杂散电流将会引起严重的电化学腐蚀。
        2.原油成分因素
        由于集输管道中的原油都没有经过处理，所以集输管道内的原油中含有大量的硫化物等腐蚀性成分，这些腐蚀性成分的存在将会对管道产生直接影响。同时，由于集输管道较短，因此并不需要对其进行加热和加压，管道内的原油仅需要在井口压力和温度下输送即可，但是由于井口的压力和温度也相对较高，较高的温度会使得化学反应加快，进而使得集输管道的腐蚀速率加快。
        3.集输管线因素
        一般情况下，集输管线都应该采取一定的防腐措施，但是如果管道的施工质量不佳，管道的防腐层遭到破坏，不但会使得管道产生化学腐蚀，而且由于不同位置的电位差不同，还会引起电化学腐蚀，因此，防腐层破坏产生的腐蚀速度相对较快，该问题将会严重威胁管道运行安全。同时，如果集输管道的电化学保护失灵或未向原油中添加防腐蚀药剂，也会引起集输管线腐蚀。
        四、采油集输管线结垢及腐蚀防治措施
        1.防止采油集输管线结垢措施
        针对集输管线的结垢问题，最常见的方法就是通过电解处理法来防止出现结垢，该种方法的基本原理就是通过水资源作为中间介质，对石油进行简单的分解。综合来说，由于水资源本身具有一定的导电性能，从而使得原油中的碳酸钙等成分的黏度或密度等物性遭到破坏，在集输管道内，产生结垢问题的主要物质不存在，则不会出现结垢问题，同时，在电力资源的作用下，也会使得碳酸钙转化为氧化钙的速率大大下降，进而防止出现结垢问题。
        2.防止采油集输管线腐蚀措施
        针对集输管线的腐蚀问题，首先，在管道内外壁都应设置专门的防腐层，并且需要保证防腐层未受到破坏，该种措施能有效防止原油成分和外界环境对管道产生腐蚀，目前最常见的防腐层材料为3PE材料；其次，集输管道也应设立专门的阴极保护装置，并定期对其进行检查，防止出现阴极保护失灵问题。其中，外加电流的阴极保护法是最常见的阴极保护方法。最后，当原油流出井口以后，应向原油中添加合适剂量的抗腐蚀药剂，从而对管道产生一定的保护作用，具体添加剂量可通过实验方式决定，同时，集输厂站内的设备应设置接地装置，将杂散电流引入地下，从而避免杂散电流对管道腐蚀产生影响。
        综上所述，我们将集输管线结垢及腐蚀的原因做了简单的分析,并对集输管线结垢及腐蚀防止的对策进行了总结。对于我国的各种类型的油田来说,集输管线的防垢和防腐蚀是极为重要的,对采油现场应用的意义重大。
参考文献
[1]张国龙,谢国庆,柳彦平.采油集输管线结垢腐蚀的机理分析与保护[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(04):46-48.
[2]王瑞,方卉,阿尼瓦尔江·阿力木江.采油集输管线结垢腐蚀的机理分析与保护策略[J].化工管理,2020(06):219.