集输管线结垢腐蚀机理研究与防护措施

集输管线结垢腐蚀机理研究与防护措施

廖俊杰，毛冠华，轩宁强，丁云鹏

长庆油田分公司第七采油厂，陕西西安， 710200

摘要：防止集输管线结垢与腐蚀不但可以提升传输效率，同样也是确保产品质量的重要途径之一。在实际生产问题的解决过程中，要做好实际情况控制工作，重点解决结垢与腐蚀问题，更好的满足油田对于生产开发的客观要求，从而获得更高的经济效益与社会效益。

关键词：集输管线；结垢腐蚀机理；防护措施

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。

1采油集输管线结垢机理分析

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。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。

2现阶段缓解结构现象的技术

2.1接转站分水

为了做好集输管线的结垢预防控制工作，接转站的分水可以说是最行之有效的方案之一。通过接转站分水，能够将结垢的原因消除，从而降低后续结垢的可能性。在处理过程中，接转站分水能够降低输送中包含的钙镁离子，这些离子都是导致结垢问题发生的主要因素。在确保输油过程安全的同时，还能够有效降低污水处理的难度，对于缓解管线输送压力具有重要的作用。

2.2加药防垢

阻垢剂在使用时也会存在一些问题与弊端，比如说在油田水的矿化度相对较高的情况下，可能会减少和降低处理的效果，而大多数油田使用的聚合物阻垢剂本身没有严格的使用要求与标准，所以随意使用的情况十分严重，可能会出现额外的水体污染，从而增加后期污水处理的难度与成本。另外，一些已经结垢的位置或者出现析出结晶情况的水体都无法采用加药防垢的方法进行处理，所以该技术应用过程中具有较大的限制性。

2.3磁防垢

磁防垢技术是一种新兴的技术，其技术成本较低，只需要在每毫升三千毫克的水溶液中添加盐即可有效降低出现结垢问题的情况。一般来说，含盐量较低时，防垢的效果就越明显，相对的，当盐含量较高时，实际处理效果也会大打折扣。

2.4除垢器

除垢器实际上就是对所有可以进行防垢处理设备的总称，目前采用较为广泛的是超声波除垢器，该设备能够通过降低无机盐沉淀的方法来进行除垢。一般来说，这种处理技术在实际应用中必须在较长的管线中进行铺设，成本较高且处理难度较大。后续出现了新型除垢设备，该设备可以将垢离子吸附在设备周边从而降低管线中结垢的问题。

3采油集输管线腐蚀机理与保护策略

（1）涂层保护。涂层保护是一种提前保护策略，通过在内外管壁处涂抹防腐涂料的方式能够降低管壁受到腐蚀的可能性，整体防腐效果较高。但是，由于不同情况下的介质类型不同，腐蚀能力与作用范围也不一样，所以实际处理过程中难度较大。在做好防渗透性能处理与抗腐蚀性处理后，根据油田的情况不同来选择适应性较好的涂料即可。

（2）电化学保护。在电化学腐蚀中，电极电位也是一个影响腐蚀程度的重要因素，所以在金属外部应该尽可能做好阴极极化与腐蚀程度处理工作，从而实现电位控制与整体保护。在腐蚀较为严重时，采用阴极阳极配合保护的方法可以取得不错的保护效果。

（3）涂层与电化学联合防护。在使用涂料进行防护时，可能会出现裸露部分的保护不足的情况，所以配合电化学防护进行整体处理的工艺更适合实际工况要求。在一些腐蚀程度较高的情况下采用涂层与电化学联合防护，能够形成优势上的互补，更好的完成防护控制任务。

（4）钢材复合管线防护。钢材复合管线防护技术是一种采用针对性管线防护处理的方式进行电化学腐蚀预防控制的技术类型。比如说在盐碱地地区中管线更容易受到腐蚀，这个时候就需要选择自身具有较强抗腐蚀性的复合钢材进行管线铺设，从而在根本上降低受到腐蚀的可能性，有效延长使用寿命。

4采油集输管线结垢及腐蚀防治措施

4.1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。

4.2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。

结束语

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。

参考文献

[1]汪双喜，谢小聪，孟凡晶。油田结垢的防治方法[J].清洗世界，2010,11：12-19.

[2]路遥，陈立滇。油田水结垢问题[J].油田化学，2012,12（3）：281-286.