文| 韓興剛　馮朋鑫　賴海濤　于淑珍　長慶油田蘇里格氣田研究中心

 

    2014 年底， 長慶油田油氣當量達到5500 萬噸，成為中國內陸第一大油氣田， 作為我國“陸上天然氣樞紐中心”，長慶油田對保障國家能源安全發揮著重要作用， 其中生產的天然氣是京津地區、周邊城市天然氣需求的主力氣源。

圖1　長慶油田蘇里格氣田供氣輻射圖

 

    作為長慶油田的主力氣田-蘇里格氣田，位于內蒙古自治區和陜西省境內，勘探面積5×104km2，建成產能230 億立方米， 也是迄今為止中國陸地最大整裝氣田。

 

    為保證氣田的穩定安全生產，長慶油田公司于2008 年底成立了蘇里格氣田研究中心，該中心是長慶油田公司圍繞蘇里格氣田開展專項技術研究和技術服務的科研機構。主要承擔著蘇里格氣田開發規劃、開發方案編制、實施；氣藏動態分析、提高采收率研究；增產穩產措施研究；現場技術支撐及新工藝新技術研究與推廣等工作。工作特點集地質研究、方案部署、動態分析、工藝配套、壓裂測試為一體，全過程、全方位技術研究與支撐服務，為實現蘇里格氣田長期穩產提供強有力技術保障。

 

    隨著氣田開發規模的不斷擴大， 氣田集輸管網分布日益復雜，運營長度逐年增加， 截止2014 年底，已建成骨架管網千余公里， 油氣集輸管道2200 余公里，作為天然氣集輸的“主動脈”，承擔著氣田艱巨的安全生產集輸任務，管網腐蝕防護工作重要而必要。2010-2014 年，蘇里格氣田研究中心連續5 年推動氣田管網防護工作穩步開展，從外腐蝕檢驗到內腐蝕評價，從離線檢測到在線監測，從系統排查到整改完善，并逐步建立了腐蝕監檢測技術體系，推動了腐蝕監測工作在蘇里格氣田的規范開展。為氣田安全運行提供了技術支撐。

 

    全面牽頭管線外腐蝕檢測工作，填補氣田管網檢測空白

 

    為掌握氣田在役管線腐蝕狀況，保證氣田管線本質安全，蘇里格氣田研究中心于2011 年對氣田100 余公里管線引入了外腐蝕檢測技術，針對不同管徑、不同類型防腐層、不同服役年限管線開展外腐蝕檢測評價。為全面系統做好技術評價，采用PCM（交流電流衰減法）進行全線外防腐層檢測，引入CIPS/DCVG（密間隔電位法/ 直流電位梯度電法）組合測量法，首次實現DCVG 對防腐層檢測與CIPS 對陰極保護電位測試的同步，同時，對所評價管線沿線敷設環境及所屬陰極保護系統均進行了詳細測試。經過幾年的發展，該項技術已經在氣田逐步推廣至例行開展，并在此基礎上形成了《蘇里格氣田管線腐蝕檢測管理指導意見》，規范氣田檢測作業。

 

 

    推廣外腐蝕檢測，引領內腐蝕評價

 

    在繼續推動開展外腐蝕檢測工作的基礎上，蘇里格氣田研究中心首次在氣田開展管線內腐蝕檢測評價工作。引入基于流場分析的管道內腐蝕直接評價技術，借助計算流體力學（CFD,Computational Fluid Dynamics），對管道流體流場與腐蝕狀況進行數值模擬，綜合考慮影響內腐蝕的多種關鍵因素，預測管道的沖蝕、腐蝕情況，尋找整個管系的最薄弱位置，通過內腐蝕危險點確定檢測和監測位置，指導更有針對性地開展檢測工作。并綜合利用有限元應力仿真計算分析、流體仿真計算模擬、陰保建模以及相關評價標準，開展剩余強度計算、壁厚減薄趨勢預測、剩余壽命預測等工作。

 

 

    通過對管線的全面檢測評價及分析， 對氣田管線內外腐蝕狀況有了比較清晰的了解，掌握了大量管線防腐層及腐蝕關鍵參數，為今后氣田管線的有效管理提供了第一手數據，為確保管網系統的安全、平穩運行做了有力的技術保障，同時初步建立了一套全面、科學的蘇里格氣田管線檢測評價分析方法及技術體系。

 

    建立集輸管網數字化腐蝕在線監檢測體系，填補國內同領域空白

 

    隨著氣田開發建設，初期開展的相對簡單的、零星的、分散式的腐蝕監檢測與評價工作已經不能滿足集輸系統日益復雜的需要，埋地集輸管道的日常運行、檢測評價以及維修維護的工作量大、資料龐雜，因此， 建立氣田集輸管道完整性管理數據體系，是一項必要而緊迫的任務，也是根除事后補救， 全面推行事前預防策略的根本技術保障。為此，蘇里格氣田研究中心在歷年成果研究基礎上，結合氣田實際，建立了蘇里格氣田集輸管網數字化腐蝕在線監檢測體系，填補了國內空白，達到國內外領先水平。

 

    2014 年，為引導管線管理思路由被動維修至主動預防性維護轉變，對氣田集輸管線開展在線監測技術試驗研究，自主研發了基于無線多通道超聲傳感器網絡的管道壁厚在線監測系統正式上線運行，實現在線監測與離線檢測的相互補充，標志著蘇里格氣田管網及設備腐蝕監測正式開啟 “在線”新模式。

圖6　數字化腐蝕監檢測評價體系思路圖

 

    蘇里格氣田作為現代化科技氣田代表， 數字化建設成為氣田經濟、有效、規模開發的主流基礎。目前已將腐蝕在線監檢測系統嵌入該平臺。

 

    取得的知識產權

 

    以上腐蝕監測體系的建立是蘇里格氣田研究中心引領氣田腐蝕防護工作系統推進所取得的成果。

 

    從開展腐蝕監檢測工作以來，該中心注重對科研成果有形化的總結，建立了蘇里格氣田分級分類完整性管理實施模式， 從腐蝕、第三方破壞、本質安全、失效可能性等方面出發，將所轄管線分為一二三類，方便后期重點管理，為管道完整性管理的實施奠定了基礎。制定了《蘇里格氣田管線分類分級標準》及《蘇里格氣田天然氣管線腐蝕檢測評價及修復作業規范》， 將研究成果盡快形成相應的技術規范和標準來指導氣田生產，前后在氣田腐蝕與防護專業范圍，獲得省部級科技進步獎3 項， 獲得長慶油田公司技術創新獎4 項，申報國家專利、軟件著作權6 項，同步在國內外期刊公開發表5 篇文章。

 

    多年來，該中心致力氣田管網防腐工作， 引導管線防護工作由“被動維修”至“主動預防性維護”，未來將努力逐步啟動、推行管道完整性管理方法，實現在線監測與數字化技術的無縫融合，力爭在所轄管道上基本完成一個完整性管理循環，全面改善管道系統本質安全狀況、確保管道系統的安全運行， 為建設綠色和諧氣田做出積極貢獻。