测试 方 法 石油化工腐蚀与防护
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中原油田生产系统腐蚀监测技术
汤天遴 毛彦一
中原石油勘探局油田化学技术研究所 {河南省濮阳市457001)
摘要:通过中原油田7个暑油l-地面!生产系统腐蚀监测刚络的建立和数据分析,掌握了油田生产系统各
环节、各部位的腐蚀状况及变化趋势,为防腐蚀措施的制定和效果评价奠定了基础。
关键词:腐蚀 监测点 监测 分析
腐蚀监测是认识和了解系统膳蚀因素、制定防
护措施的基础;腐蚀监测所获得的数据是指导防腐
蚀工作的科学依据,是监督、评价防膳蚀效果的有
效手段。
中原油田自 1979年开发以来,由于油层埋藏
深,地层产出水矿化度高.且水中含有一定量的
H2S、co2酸性气体,pH值较低( 般为5.5~6 0、
随着油田的不断开发,综合含水不断 j二升,腐蚀 H
趋加剧。据统计 1993年生产系统管线、容器腐蚀
穿孔 8345次,更换油管 59力米,直接经济损 失
7000多万元,间接经济损失近 !亿元。目前有 100
多口井套管腐蚀穿孔,30多口井因腐蚀报废.腐蚀
严重制约了油田的发展和经济效益的提高。为系
统了解油田生产系统的腐蚀状况,为防腐蚀措施提
供决策依据,自 1994年以来,开展_厂“油田生产系
统腐蚀监测技术”的攻关研究。
1 腐蚀监测形式与内容
油田生产系统的腐蚀因素是复杂的,随着油田
生产情况的变化,其各环节的腐蚀 因素也随之变
化。I 此,在确定监测内容时,除采取了挂片失重
监测外,同时确定了介质温度、压力、流速、总矿化
度、水质、DH值、总铁、固体悬浮物、溶解氧、二氧化
碟、硫化氢、SRB、TGB、油含量、腐蚀产物.共 l6项
分析检测内容
2 腐蚀监测
方案
气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载
的选择和监测点建立
腐蚀监测点的选择遵循“区域性、代表性、系统
性”原则 所谓“区域性”是指某一个区块或某一个
油曰:“代表性”是指在生产系统中能达到以点代面
的点:“系统性”是指围绕和贯穿整个油田生产系统
的各 环节,即从油井井筒(上、中、下)一油井井口
一 汁量站一联台站油系统一污水处理系统一注水
站(污水、清污混注、清水)一配水间一注水井井 13
一 注水井井筒(上、中、下)。监测点的设置见图 1。
一 一 ⋯ 一 ⋯ 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一 ⋯ 一 _1
固 1 中厚油田生产系统腐蚀监测点
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石油化工腐蚀与防护
通过全局 7个采油厂的实地调查,选择了300
余个腐蚀监测点,对全局所有联合站,污水处理站,
20余座计量站,100余口油、水井,油气集输、污水
外输等47条各类管线进行监测
建立腐蚀监测点包括方案编制、规划、
设计
领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计
研
究、设备安装等过程,具有点多、面广、难度大的特
点,特别是在现有生产系统上建立监测点,其难度
更大。针对此种情况,研究开发了“便携式带压开
孔器”,实现了油田油、气、水低压系统的带压开孔
(“便携式带压开孔器”结构见图 2)。研究改进的
带压试片(棒)取放器”实现了立管、横管容器任何
方位的安装使用,将测压、挂片、取样一体化(“带压
试片、棒取放器”结构见图 3) 研究开发的“井下
挂环器”实现了油、水井油管内及油套环形空间的
挂环监测(“井下挂环器”结构见图4)。
3 腐蚀监测技术
周期性监测方案中规定的监测内容,不仅能反
映系统介质的变化趋势,同时能正确反应腐蚀变化
的原 因。
图 3 带压挂片(棒】取
放锶示意图
第 18卷
监删环
图4 井下挂环器结构示意圈
3.1介质检测
3.1 1水中离子含量分析
油田产出水中离子主要 由 K 、№ 、Ca2 、
M 、HCO 、s 一、C1一组成,通常称为六项离子。
产出水中侵蚀性离子CI一、HCO;是引起钢铁腐蚀
特别是局部腐蚀的主要因素,ca2 对点蚀有一定的
促进作用且与含量有关。同时水中矿化度和温度
的高低对硫酸盐还原菌(SRB)的生长有较大影响
因此周期性的检测水中离子含量,不仅能了解系统
的变化,而且能反映腐蚀变化的原因,为腐蚀类型
的分析提供有效的参考依据。
3 1 2 CO2、 S、02腐蚀性气体分析
co2、H2S、02在油田生产系统造成的腐蚀是极
为严重的。产出气体中c02的分析一般在实验室
用色谱分析法测试;水中溶解二氧化碳一般在现场
用滴定法测得。值得注意的是在油系统监测中油
水混台样分离出的水在测 CO2时突变点不容易观
察.但万万不可为此放弃检测,至少应测出一个范
围值。
气体中 s含量的测定也非常重要,如在一条
管线中测其数值有变化,就可反应出 SRB在该系
统中有较强活性。水中 s含量用测硫管现场测
试较为方便。
溶解氧不仅自身参与腐蚀,而且起着去极剂的
作用。水中含氧量大于0 1mg/L就能大幅度提高
腐蚀速度,当与 H2s、CO2共存时,可促进 s的腐
蚀 水中溶解氧含量在现场可用测氧管(比色)和
测氧仪测得。
3 1.3水中微生物的测试
细菌能通过其本身的存在及其代谢物覆盖于
金属表面,造成浓差电池加速腐蚀。它是一种厌氧
菌.在缺氧条件下生长,可将系统中硫酸盐转化为
硫化氢,降低 pH值,使系统腐蚀性增加。在油田
生产中,水系统SRB造成的腐蚀较为严重,特别是
头 嗽 m
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日 刚
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第4期 汤天遘等 中原油田生产系统腐蚀监测技术 47
垢下SRB的腐蚀常常造成穿孔而影响油田正常生
产。
腐生菌(qV,B)是一种好氧菌,易吸附在管壁
上。它所形成的细菌粘液下面,不仅成为缺氧区构
成氧浓差电池中的阳极而造成腐蚀.同时为 SRB
的繁殖创造了条件。
以上两种细菌均采用 APIRP一38培养
方法
快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载
一
绝迹稀释法测得,以个/mL为单位。值得注意的
是,采用该方法只能测得介质中浮游菌的存在,而
对于吸附于管壁的细菌无法测得.但造成腐蚀的恰
恰是这些细菌。当浮游菌达到一定数量时,而管壁
细菌要远远大于所测得细菌的数量。
3.1 4 pH值的测定
pH值测定在现场进行,这是因为pH值是离子
与溶解气量的函数 ,它会随时间的推移而发生变
化。pH值试纸和笔式 pH计通常是现场测试的最
简便方法,精确度一般为0.5个单位。
3.1.5腐蚀产物及其它内容的分析测试
腐蚀产物组分的分析测试,可以获取造成腐蚀
因素的必要信息,从而为防腐蚀措施提供科学的决
策依据。腐蚀产物的分析一般在实验室完成,同时
也可在现场进行简单的测试,如在沉积物上滴几滴
l:l的盐酸(15%),如有硫化氢臭鸡蛋气味产生.
其中必有硫化铁;通过沉积物的颜色.也可以判断
其腐蚀因素和组分,如沉积物有黄色存在,则表明
腐蚀过程中有 参与,如沉积物为黑色,则表明由
SRB、硫化氢腐蚀造成,其中必含硫化亚铁成分,这
些往往对室内分析是极其有用的。
取样时应挑选最有代表性的样品放在密封容
器内保存,标明取样部位及日期,其中密封样品不
被氧化是极其重要的。介质监测过程、取样技术非
常关键,水中六项离子、H2S、SRB等的测试结果与
取样均有密切关系。所取样品必须以索取的资料
为对象,如测动态介质参数,必须使介质处于稳定
状态后取样,如果要取静态(死水)的腐蚀参数,则
必须取静态水样(如注水井环空水 。
4.2腐蚀状况监测技术
4.2.1挂片(棒)法测腐蚀速度
用试片(棒)测腐蚀速度,是最普通、最常用的
一 种方法,无论是室内腐蚀试验还是现场检测,都
得到了普遍使用。因为它能直观反应系统腐蚀情
况,特别是测点蚀速度,是其它监测方法所不能替
代的。
为满足不同管径监测需要,在使用
标准
excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载
试片的
同时,还增加了不同规格的试棒(中×Lrnm:5×50、5
x 130、5 x 160等),实现了管线上、中、下不同部位
的监测。同时试棒在测点蚀方面优于试片。
试片(棒)腐蚀程度描述:取出试片(棒)的同
时,注意观察,对于特殊情况应进行拍照记录及取
样。处理后的试片(棒)要进行均匀腐蚀测算和点
蚀程度的测试。油田生产系统腐蚀穿孔的主要因
素是点蚀所造成的,因此准确测试点速度是极其重
要的。除此之外,试片(棒)的腐蚀程度用照片加以
描述和记录更为直观。对于测试后的试片(棒)应
按点分类保存。
试片、(棒)用于油田生产系统腐蚀监测的缺点
是不能立刻得出腐蚀结果。而对于电阻探头、线性
极化探测等腐蚀监测方法,可随时提供腐蚀数据,
但对于数据的准确性和测点蚀方面不如试片更为
直观。因此在条件允许情况下。采用多种方法进行
监测可使数据更为合理。
4.2.2在线快速腐蚀监测方法
为弥补试片不能监测瞬时腐蚀速度的不足.利
用快速监测仪(电阻法、线性极化法)与生产系统监
测点有机结合,可随时提取各点腐蚀监测数据,为
及时掌握油田生产系统和各环节的腐蚀状况奠定
了良好基础。
4.2.3铁含量
水中铁含量是一种简便、经济的腐蚀监测方
法.虽然它不能直接得出实际的腐蚀速度,但能反
映相对数据.这对于及时掌握系统腐蚀变化是极其
有用的。
5 中原油田腐蚀监测状况
中原油田自1994年开展腐蚀监测工作以来.
截止到 1999年 1季度.已进行了21次系统监测,
为制定防腐蚀措施提供了科学依据。
通过对腐蚀监测网络初期6次检测,基本弄清
了沿生产流程腐蚀变化趋势,如图5(图中每个生
产环节的腐蚀速度为全局七个采油厂6次监测数
据的平均值)和图6所示。
5.1生产系统腐蚀变化趋势
从图5可以看出,油系统腐蚀速度均低于0.
076mm/a的部颁标准;水系统腐蚀严重,腐蚀速度
大大超过0.076rrma/a的部颁标准。特别是污水处
理站处理后水(滤后水)腐蚀状况最为严重。处理
后水腐蚀速度高于来水是一种反常现象,但从全局
l2座污水站多次监测来看,都具有滤后水腐蚀速
度高这一共性。由此可知,以“注入水水质达标为
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石油化工腐蚀与防护
中心的系统防腐蚀综合治理”是中原油田防腐蚀工
作的重点目标.也 是 实 现 控 制 腐 蚀 速 度 低
于0.076mm/a标准的关键所在。自 1995年以米.
中原油田通过水质改性等一系列技术措施使注人
水水质得到明显改善。从图6可以看出,目前处理
后水的腐蚀性得到了有效控制
图 5 中原油田地面生产系统介质腐蚀趋势图
第 l8卷
5.2.3地面水系统腐蚀特点
大量水系统监测数据表明.采油三厂明一联、
明二联产出水和采油五厂胡二污产出水腐蚀严重,
采油二厂濮一联、濮三联产出水腐蚀严重且点蚀、
坑蚀远远大于均匀腐蚀。从几年连续监测数据看,
污水站运行正常与否是控制处理后水腐蚀性高低
的重要困素之一。水质由弱酸性变为弱碱性后,缝
隙腐蚀有所加强。
5 2 4注水井井筒腐蚀特点
(1)水质未达标的注水井油管内腐蚀大于环空
腐蚀.且随井深度增加而减小。
)水质改性及水质达标的枵水处理及注水系
统,注水井井下管柱腐蚀低,油管内腐蚀略低于环
空腐蚀。
5 3腐蚀监测数据的指导作用
(1)明确了中原油田现阶段腐蚀程度及分布情
况,为领导决策提供了依据。
(2)使防腐蚀工作有
计划
项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载
、有目的地进行,通过
技术攻关与现场实施,取得了降低系统腐蚀、提高
油田开发效益的目的。
(3)腐蚀监测数据可有效地监督、评价用于油
田生产系统的各种防腐蚀药剂的使用效果。
(4)腐蚀监测数据信息管理系统为数据的贮
存、检索、漏用、管理、分析及打印提供了方便。
(5)腐蚀监测数据管理软件能够自动生成腐蚀
数据报表和自动绘制腐蚀变化趋势示意图。
图 6 中原油田处理后污水
平均腐蚀速度变化趋势图 6 几点建议
5.2生产系统腐蚀特点
5.2.1油井井筒腐蚀特点
油井井筒监测数据表明:腐蚀速度随井深增加
而升高,油管内腐蚀速度约为油套环形空间腐蚀速
度的5 10倍。从目前监测的油井看,约有30%~
4o%的油井属严重腐蚀范围(0.126~0 254mm/a),
6o%一7O%属中轻度腐蚀(0.025~0.125nmv'a)。
5.2.2地面油系统腐蚀特点
地面油气集输系统由于压力降低,c 分压下
降,从大量监测数据表明属中、轻度腐蚀。但也存
在一些特例:(1)存在冲刷腐蚀;(2)大管径小流量
引起的管道中下部腐蚀:(3)注清水区块产出液腐
蚀大于回注污水区块产出液的腐蚀
(1)在油田投入开发前,做好产出液的腐蚀评
估,为油田的生产设施建设提供防腐蚀依据是极为
重要的。
(2)在油田生产设施建设早期阶段应考虑腐蚀
监测的必要性和重要性。
(3)腐蚀监测采用多种方法.各种方法之间相
互补充,使数据解释更为准确。
(4)做好腐蚀监测各项数据记录,是腐蚀状况
监删的核心。
(5)在做好腐蚀监测的同时,开展腐蚀预测技
术研究使防腐工作更具超前性 、预见性。
(收稿 日期 :2001—04—07)
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