油田地面工程管道防腐施工技术探讨

孙永志

（大庆油田工程建设有限公司油田工程事业部，黑龙江 大庆 163000）

0 引言

当前为满足我国社会经济发展需要，油田建设中需不断提高工程质量和生产运行能力。现阶段，在油田地面工程中，管道腐蚀问题依然存在，威胁着整体工程的稳定运行。有效应用防腐施工技术，可以增强管道抗腐蚀形貌，维护油田地面工程管道投运质量。只有做好管道防腐施工处理，才能降低管道泄漏几率，避免经济损失问题和环境污染问题。

1 油田地面工程管道腐蚀类型和原因分析

1.1 管道腐蚀类型

（1）外腐蚀。外腐蚀顾名思义指的是管道外壁腐蚀现象，对于长期处于自然环境中的油田地面工程管道，外部因素影响较大，比如附近生产活动影响、气候因素影响等，工作环境越复杂，管道外壁腐蚀则愈加严重。管道的防腐层会直接与外部环境接触，施工中对管道腐蚀现象缺乏了解，没有掌握腐蚀特点和原因，就无法控制好防腐层施工效果，导致其防腐性能不足，而加剧管道腐蚀和老化问题；

（2）内腐蚀。内腐蚀主要是管道内部介质影响下导致管道被腐蚀，比如溶解盐、砂石和二氧化碳等，这类腐蚀造成的腐蚀往往表现为管道裂缝、穿孔，严重的内腐蚀甚至会导致停产的严重后果。特别是高含水生产期间，油气中会含有更多杂质，管道受到的侵蚀更加严重。虽然注水开发会提高采油率，但也会危害石油运输管道，使其出现结垢、腐蚀等缺陷[1]。

1.2 腐蚀原因

（1）物理因素。油田地面工程管道会受到介质温度、外部压力和内部流速等因素影响，在相同的使用年限下，如果管道内部介质离子活跃度高、化学反应强烈，则会造成严重的管道腐蚀。同时，底层中含有腐蚀性强的气体、溶解气体多，也会加重管道腐蚀；

（2）化学原因。化学因素会导致地面工程管道腐蚀，管道水和油井采出液中含有大量聚合物，存在严重矿化现象，以及较高的含油乳化程度，同时聚集腐蚀性二氧化碳，会形成盐酸，降低采出液pH值，酸性更加显著，加重管道腐蚀；

（3）人为原因。造成管道腐蚀现象的成因中，人为因素是相当关键的，比如在管道施工中未重视管道防腐施工，其防腐层质量差，容易损坏和老化，会导致管道被腐蚀。同时，管道施工中忽视一些腐蚀风险高的部位，比如三通、接头和弯头等，未对其进行有效防腐包装处理，也会引发严重腐蚀；

（4）生物原因。油田地面工程管道腐蚀过程中，生物原因同样不可忽视，管道内部受铁杆菌、腐生菌等活动影响而产生严重腐蚀。

2 油田地面工程管道防腐施工重要性

2.1 延长管道寿命

开展油田地面工程建设时，施工人员需重视防腐施工环节，科学应用相关技术强化管道防腐能力。防腐施工下，地面工程管道更加耐腐蚀，可以延长其使用寿命，降低更换、维护成本等，保证企业经济效益。

2.2 实现安全的石油储存与运输

油田地面工程中，多采用长距离运输管道，是我国石油供应中重要组成部分，但由于油田分布位置较偏僻，因此管道经过的地形比较复杂、多变，受各类因素影响较严重。管道下游多为人口密集、经济发达地区，出现泄漏、爆炸事故造成的损失巨大。加强油田地面工程防腐施工，可实现安全的石油储存、运输，降低安全事故率[2]。

3 油田地面工程管道防腐施工技术措施

3.1 合理设计防腐施工方案

确保施工方案合理性，是实现油田地面工程管道有效防腐的重要基础，方案设置质量关系着防腐质量与效果。当前，含油污水腐蚀性较强，注水和低压污水管线中，钢骨架复合管和玻璃管的应用较多，使用中易产生内部腐蚀。因此可选择非金属管线，如果管道使用环境中，含有较多的H2S和Cl，则可考虑选择镍基合金双金属复合管，避免内部湍流腐蚀。需注意，在实际施工中，要将管线曲率半径控制在管径三倍之上。

3.2 加强管道防腐施工管理

要正视管道频繁出现的老化、腐蚀、泄漏问题域，做好油田地面工程管道防腐施工，落实好防腐施工管理，以提高防腐施工质量。在施工前，需组建专门的地面系统工程防腐施工管理小组，对集输系统、场站内管道防腐施工、严重隐患部位，进行定期、不定期的检查。调查采油区地面工程，根据可能发生腐蚀的范围、腐蚀发生规律等，制定好应对措施。同时，还需根据检查结果制定、开展全生命周期和管理机制，参考防腐标准要求，不断升级地面管道防腐施工。此外，需提前分析防腐施工中重难点，掌握可能发生的问题，形成良好的风险意识，统筹安排防腐施工，升级材质、优选缓蚀剂等，加强管道防腐的预防管理，而非单纯的事后治理，对于防止管道泄漏，以及实现油田增产稳产有着积极意义。

3.3 选择合适的防腐材料

油田地面工程管道防腐施工中，材料的质量关系着最终防腐效果，需严格检查进场施工材料质量，特别是要检测防腐材料性能是否达标，如果材料质量不达标，其表面存在缺陷，则不可在施工中施工。不同类型的管道防腐材料，其防腐特征不同，选择过程中，需从管道实际使用环境、设计要求等出发合理选择。比如，在油田地面工程管道施工中，如果施工地段存在低压污水，则尽量避免选择金属材质管道。如果施工环境中，土壤中氯离子、硫化氢等含量较高，合金金属复合管道有双层结构钝化膜，是比较理想的选择。

3.4 常用防腐处理技术

（1）管道喷涂防腐。这种处理方式，是在管道内外壁设置防护涂层和保护层，在管道防腐基础上，提升管道结构的抗冲击性能，被广泛应用。实际施工中可选择的防腐喷涂材料也比较多。

第一，石墨烯改性重防腐涂料。该材料的物理防腐和电化学防腐性能好，叠加的石墨烯片层结构可以形成迷宫一样的屏蔽结构，避免防腐涂层被腐蚀介质渗透、扩散，增强管道阻隔腐蚀的性能。同时，石墨烯的共轭结构使其导电性较为理想，具有阴极保护作用；

第二，无溶剂液体环氧涂料。在管道内外壁均匀涂刷无溶剂液体环氧材料进行防腐处理，可以降低管道摩阻，降低摩阻系数，管道的输送量加大、设备使用寿命长、成本低。同时良好的耐磨性，也可将其用于含固体颗粒的管道内衬；

（2）外加电流阴极保护防腐。通过辅助阳极和电流的方式进行控制操作，可以控制埋设管道的土壤中电流流量，避免电化学作用影响管道传输介质进而发生腐蚀。具体施工工艺就是外加电流阴极保护措施，选择石墨烯、冶金焦炭等回填材料，填充处理管道安装区域土壤阳极周边，形成阳极地床，降低地床的接地电阻，以实现防腐效果。该技术操作中，可有效控制输出电流，扩大管道防腐保护面积；

（3）缓蚀剂防腐。在油田地面工程管道防腐施工中，借助缓蚀剂可以控制腐蚀介质的影响，缓蚀剂成分中本身存在吸附性较强的因子，在管道表面涂刷可以吸附管道金属表面层，促进电荷状态变更，且形成一层保护层，将管道与其他物质阻隔开来，降低管道腐蚀速度。要取得良好的缓蚀效果，需要控制好缓蚀剂浓度，浓度高则缓蚀效率也高，在酸性溶液中会取得更明显效果。需参考管道材料、管道环境合理选择，缓蚀剂要能够与介质相容，但不会在介质中被分散、产生中和和氧化还原反应等。此外，还需控制好中性介质pH值，比如pH值太低而亚硝酸钠失效[3]。

4 结语

受各类因素影响，油田地面工程管道腐蚀问题依然存在，需通过合理设计施工方案、优化防腐措施、增强防腐施工管理等，高质量完成管道防腐施工，提高其防腐性能，保证管道工程运行质量。