我國的油氣井都存在著不同程度的腐蝕問題， 海上油氣生產(chǎn)是最受腐蝕問題困擾的工業(yè)之一，對于海上油氣田開采系統(tǒng)來說，在設(shè)備使用過程中始終處于惡劣的工作環(huán)境中。通常，深層油、氣、水中由于含有礦化水、二氧化碳 、硫化氫和烴類化合物，因而具有很強(qiáng)的腐蝕性。有機(jī)酸 、氧氣常常是通過注水時(shí)帶入，在開采過程的某些特定階段，可能還會有微生物活動，對低滲透度地層進(jìn)行酸化處理時(shí)，還會帶入無機(jī)酸 。顯然，這些物質(zhì)均會加速金屬的腐蝕破壞。石油管線和設(shè)備的腐蝕是油氣田腐蝕最主要的部分，按腐蝕介質(zhì)劃分可分為內(nèi)腐蝕和外腐蝕。海水腐蝕、大氣腐蝕、雜散電流腐蝕、細(xì)菌腐蝕和濃差電池腐蝕等屬于外腐蝕；石油管線和設(shè)備輸送的介質(zhì)中含二氧化碳，硫化氫，細(xì)菌、海水等在流程和管線的內(nèi)表面引起的腐蝕屬于內(nèi)腐蝕。

　隨著油田開采時(shí)間的增長，注水水質(zhì)的不斷惡化，部分油氣田不斷發(fā)現(xiàn)伴生高濃度的二氧化碳和硫化氫，硫酸鹽氧化還原菌的不斷增多，油田井下管柱和輸油管線的腐蝕及結(jié)垢問題，一直是困擾油氣開采和輸送的頑癥。

　海底管道內(nèi)防腐研究起步雖晚 步伐不慢

    常首席表示，整體而言，我們的海底管道內(nèi)防腐研究始于上世紀(jì)80年代，相比于國外，我們還是晚了一步！近年來，中國海油在海底管道防腐設(shè)計(jì)上生產(chǎn)的一些產(chǎn)品不僅實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，一些成功的做法也使海底管道腐蝕速度減緩。2009年，為保證作業(yè)區(qū)一條21千米長的混輸管道順利投入運(yùn)行，相關(guān)人員展開了對碳鋼、碳鋼+復(fù)合管以及復(fù)合管三種管道國產(chǎn)化方案的研究。經(jīng)過腐蝕模擬實(shí)驗(yàn)，并結(jié)合國內(nèi)外的成功案例，再考慮到此次油氣的二氧化碳含量大、溫度高等因素，研究人員最終決定嘗試將海底復(fù)合管國產(chǎn)化。

　中海油研究總院工程研究設(shè)計(jì)院是最早實(shí)施導(dǎo)管架陰極保護(hù)監(jiān)測的；且與一些高校合作在內(nèi)腐蝕研究方面取得了可觀的成績。此外，中海油研究總院還創(chuàng)造性地開發(fā)出內(nèi)腐蝕監(jiān)測的旁路系統(tǒng)，這種系統(tǒng)是對掛片等監(jiān)測方法的極大改進(jìn)。以往，安裝在海底管道頂部的掛片不能360度地監(jiān)測海底管道內(nèi)部的腐蝕情況，這就使研究人員的研究處于“只見樹木、不見森林”的狀態(tài)，而由中海油研究總院研發(fā)應(yīng)用的內(nèi)腐蝕監(jiān)測旁路系統(tǒng)則將整個(gè)“森林”還給了研究人員，這些都將海底管道防腐向前推進(jìn)了一大步。

　因地制宜 從根本上控制腐蝕

　目前國內(nèi)油田注水管道系統(tǒng)主要采取的防腐措施主要有：化學(xué)防腐 （ 使用緩蝕劑、殺菌劑、除氧劑、陰極保護(hù)、鍍層保護(hù)、氮化防護(hù)及采用玻璃鋼管材），其中將陰極保護(hù)和內(nèi)涂層保護(hù)結(jié)合使用則是一種經(jīng)濟(jì)合理的防腐措施，現(xiàn)在已被各大油田廣泛應(yīng)用；鋼鐵鍍層保護(hù)就是利用電鍍、噴鍍、熱鍍、滲鍍等技術(shù)，將耐腐蝕的金屬鍍敷到鋼鐵表面形成的，鍍層有陽極性和陰極性兩種。

　在內(nèi)防腐方面，腐蝕控制方法相對復(fù)雜，涉及二氧化碳，氯化氫，細(xì)菌等腐蝕介質(zhì)時(shí)，容器常用的辦法可以防腐涂層為主，或者考慮用內(nèi)襯的不銹鋼、內(nèi)襯的耐蝕合金。

　但對于配管，可考慮采用不銹鋼，或者更高級內(nèi)襯的耐蝕合金，這些需要根據(jù)具體情況而定，也會有個(gè)別采用內(nèi)涂層保護(hù)。

　對于海底管道而言，防腐方法相對較多。碳鋼加一定的腐蝕裕量加緩蝕劑是常用的方法，根據(jù)介質(zhì)不同而定。有選擇內(nèi)襯不銹鋼的；有選擇軟管的；或者采用碳鋼管和復(fù)合管相結(jié)合的方式，比如上游用復(fù)合管，下游用碳鋼管；或者也考慮用雙層保溫管形式防止冷凝水，保溫管大都采用經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的碳鋼管；或者采用降低腐蝕介質(zhì)的分壓工藝處理方法；或者處于經(jīng)濟(jì)性考慮，降低管道里的水含量來控制腐蝕等等。

　常首席表示，除了采用上述的腐蝕控制方法之外，我們在防護(hù)方面還得注意以下五點(diǎn)：

　（1）進(jìn)行測井時(shí)，對油氣田油藏情況、流體性質(zhì)、氣體分等進(jìn)行詳細(xì)分析，以確定選用合適材質(zhì)的鋼材進(jìn)行建造。

　（2）據(jù)油氣田現(xiàn)場工藝參數(shù)、流體性質(zhì)、腐蝕因素等，選擇合適的緩蝕劑和防垢劑等，并根據(jù)工藝參數(shù)以及監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，及時(shí)調(diào)整藥劑的加注方式及加注濃度。

　（3）工藝管線根據(jù)細(xì)菌測試結(jié)果，進(jìn)行殺菌劑注入。

　（4）海底管線定期通球清管，減少因垢下腐蝕導(dǎo)致的海底管道腐蝕。

　（5）在海上平臺陸地建造時(shí)，對罐體、管線等位置選用合適的涂層系統(tǒng)，罐體、管線 等重要位置選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)的涂層系統(tǒng)進(jìn)行內(nèi)涂，對導(dǎo)管架進(jìn)行以陰極保護(hù)為主。

　他山之石 可以攻玉

　常首席表示我國在油田的腐蝕控制方法方面與國外相比，還存在一定的差距，尤其在產(chǎn)品的質(zhì)量、施工、管理、內(nèi)防腐檢測、監(jiān)測等方面。究其原因，材料是一方面的問題，有些材料的耐蝕性不夠理想；涂料是另一方面的問題，涂料質(zhì)量可能不錯(cuò)，但防腐涂層不僅僅是涂料質(zhì)量的問題，涂裝施工也至關(guān)重要。在腐蝕管理方面，我們整體上與國外相差較多，這方面的投入不及國外。

　大家知道，海上工程維修的費(fèi)用極高如海底管道、平臺，設(shè)施一旦出現(xiàn)問題，需要很高的維修費(fèi)用。如果能提前預(yù)防，也許能減少很多不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，常首席表示如果想完全管控海底管道腐蝕帶來的風(fēng)險(xiǎn)，最好的做法是做好海底管道完整性管理。只有這樣，才能保證海底管道設(shè)計(jì)服役年限內(nèi)的安全運(yùn)行，避免設(shè)施壽命還未到期就出現(xiàn)失效的情況，這是非常令人痛心的，避免造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

　談到海底管道防腐設(shè)計(jì)的未來發(fā)展，常首席如是說，我們應(yīng)借鑒國際管道公司在防腐工作上的成熟做法，將海底管道防腐蝕視為一個(gè)系統(tǒng)性工程來做，這一系統(tǒng)性工程中的風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型經(jīng)歷了多年不斷的修訂和完善。以美國多家陸管、海底管道皆有的管道公司的實(shí)踐為例，他們通常采用兩套風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型，分別適用于陸上管道和海底管道，兩套模型影響因子的變量是不同的，相同變量的權(quán)重也不同。

　他認(rèn)為，中國海底管道風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)模型亟待建立，因?yàn)樽鳛楣艿劳暾怨芾淼暮诵模L(fēng)險(xiǎn)評價(jià)可以對海底管道最主要的威脅因素“腐蝕”進(jìn)行多重分析，這種分析使海底管道防腐工作如虎添翼。當(dāng)然，在借鑒美國同行經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我們還要嘗試闖出一條適合中國海油自身發(fā)展的捷徑。

　總之，內(nèi)腐蝕是下一步須重點(diǎn)攻克的難題；設(shè)計(jì)、監(jiān)檢測、完整性管理等各方面都需進(jìn)一步完善和提高。

　后記

　石油管道工程的防腐技術(shù)關(guān)乎國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對石油安全有著重大聯(lián)系，是國家發(fā)展的命脈。因此，做好石油管道防腐工作是經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的迫切需要，需要相關(guān)各方的共同努力，推動我國石油防腐工作不斷取得新的進(jìn)展。

　人物簡介

　常煒，中海油研究總院防腐首席工程師，教授級高級工程師。在海上油氣開發(fā)工程防腐領(lǐng)域有較深入的研究，負(fù)責(zé)和參加了多項(xiàng)科研課題和防腐蝕設(shè)計(jì)工作，負(fù)責(zé)制定了多項(xiàng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)開展了二氧化碳腐蝕預(yù)測研究、材料選擇指南、內(nèi)腐蝕監(jiān)測裝置、低合金耐蝕鋼研究、導(dǎo)管架陰極保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)等研究工作，獲著作權(quán)、發(fā)明專利、實(shí)用新型專利和科技進(jìn)步獎(jiǎng)多項(xiàng)，成果已廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)和設(shè)計(jì)中，成功解決多項(xiàng)防腐蝕技術(shù)難題，為油氣田開發(fā)設(shè)施的安全運(yùn)營發(fā)揮了重要作用。

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責(zé)任編輯：王元

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