采油集输管线结垢腐蚀的机理分析与保护

林强 刘杰 任丰坤 崔晋 程晓君

中国石化胜利油田技术检测中心 山东东营 257000

在采油集输管线的应用过程中，防止集输管线出现结垢与腐蚀，不仅能够提升传输工作开展的效率，也是保障传输产品品质的重要途径之一[1]。

1 采油集输管线结垢机理

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。

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]。

2.2 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分析

3.1 涂层保护

管线中使用涂层保护，是一种超前的保护策略，在石油集输管线的内外管壁中涂抹一些防腐涂料，能够降低管道壁因为受到腐蚀性的可能，促使其整体防腐效果得以提升。但是，在不同的情况下，根据介质存在类型的不同，腐蚀能力与实际的作用范围也并不一样，在实际的工作中使用这样的方法有着非常大的难度。对采油集输管线做好防渗透性能处理与抗腐蚀性能处理工作之后，就需要根据油田的不同情况，选择出最为合适的适应性能好的涂料进行使用。

3.2 电化学保护

管线出现腐蚀，电化学因素也是非常重要的，电极电位对于腐蚀程度的影响是非常严重的，所以在金属的外部还需要做好阴极极化与腐蚀程度处理工作的开展，实现对管线中电位的控制以及整体保护工作开展。

3.3 涂层与电化学联合防护

在对管线使用涂料进行防护工作开展的同时，对于一些会裸露部分的保护并不是非常充足的情况，就需要配合性的使用电化学防护，对整体的施工工艺进行处理，促使其更加符合实际应用中的工况需求。在对一些腐蚀情况比较严重的管线中，需要将涂层与电化学联合使用进行防护工作的开展，从而在优势上形成彼此的互补，更好的完成管线防护控制工作的开展[3]。

3.4 钢材复合管线防护

钢材复合管线防护技术的使用，是一种新型的针对于管线防护处理的方式，有效实现电化学腐蚀预防控制的技术类型，钢材复合管线如图1所示。

图1 钢材复合管线示意图

针对于一些盐碱地中常见的管线容易受到腐蚀的情况，这时候就需要使用自身有着较好较强抗腐蚀性的复合钢材，对采油集输管线进行铺设，能够从根本上降低管线受到腐蚀的可能性，并有效的延长了管线使用的寿命。

4 结语

通过以上分析可以发现，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。