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許東德

（大慶油田第七采油廠監督管理中心，黑龍江大慶  163000）

摘?要：管道作為油田重要地面設施,管道腐蝕問題已成為油田地面管理中的重要難題，為有效應對日益嚴峻的安全環保形勢和日趨緊縮的成本控制形勢，逐步完善管道腐蝕防護體系已成為必然需求。本文結合油田管道腐蝕形勢，分析管道完整性管理存在問題，制定治理措施，構建“評價+預防+治理”的油田管道腐蝕防護體系和運行模式，逐步提升管道完整性管理水平。

關鍵詞：質量管理；完整性管理；腐蝕防護

中圖分類號：TE8;TE988 文獻標識碼:A 文章編號：1671-2064(2024)02-0008-03

0引言

管道作為油田重要的輸送方式，管道腐蝕問題長期困擾油田生產，由于油田管道敷設方式多數為埋地敷設，會受到輸送介質、土壤、地下水以及雜散電流的影響，加速管體腐蝕，甚至穿孔泄漏，存在安全環保隱患，增加管道更換投資和維修維護成本，造成經濟損失和資源浪費^[1]。

1管道失效成因分析

管道腐蝕是壓力管道中最為常見的缺陷類型之一，是由于管道內外介質的腐蝕性，以及環境因素如潮濕、酸堿等的影響，導致管道壁厚度逐漸減小，甚至形成孔洞。油田較為常見的腐蝕成因包括垢下腐蝕、細菌腐蝕、外力破壞、土壤腐蝕等^[2]。

垢下腐蝕：垢下腐蝕主要是形成了相對封閉的環境，在此環境下陽極腐蝕反應為金屬腐蝕Fe=Fe²⁺+2e。陰極腐蝕反應主要是氧的還原，氧的質量濃度越大，在水、垢兩相中質量濃度差就越大，則陰陽兩極的電位差也越大，Fe越易與氧反應產生腐蝕。垢層越厚，越易在垢下產生腐蝕，并向縱深發展直至穿孔。

細菌腐蝕：在缺氧、中性PH值條件下，SRB的存在促進陰極和陽極表面去極化作用，使反應加快，腐蝕加劇。SRB參與陰極氫去極化，產生的S2-進一步形成腐蝕產物FeS和Fe(OH)₂，沉積于金屬管壁，呈現銹垢狀，而銹垢作為金屬的陰極可加速腐蝕作用。而且，銹垢的存在為SRB提供了良好的嫌氣狀態，SRB的生長繁殖又產生更多的FeS和Fe(OH)₂產物，由此惡性循環導致銹垢底部迅速產生破壞性點蝕^[3]。

土壤腐蝕性:根據《鋼質管道外腐蝕控制規范》，參照“國家材料環境腐蝕試驗站網材料土壤腐蝕試驗規程”，選取碳鋼平均腐蝕速率和孔蝕速度兩項指標確定土壤腐蝕性等級，見表1。

表1 按碳鋼腐蝕程度評價土壤腐蝕性

腐蝕性等級	極弱	較弱	弱	中	強
平均腐蝕率(g/dm2.a)	<1	1～3	3～5	5～7	>7
孔蝕速度(mm/a)	<0.1	0.1～0.3	0.3～0.5	0.5～0.9	>0.9

 

根據土壤電阻率測試結果評價土壤腐蝕性^[4]:為了同碳鋼腐蝕程度五級評定方法保持一致，確定按土壤電阻率評價土壤腐蝕性標準見表2。

表2 按土壤電阻率評價土壤腐蝕性

腐蝕性等級	嚴重	較嚴重	中	較輕	輕微
	五級	四級	三級	二級	一級
土壤電阻率(Ω.m)	<10	10～20	20～50	50～100	>100

 

2完善評價體系

為準確制訂管道防腐舉措，分析評價管道運行環境、失效情況、防腐措施效果等參數，為管道防腐管理提供技術依據。

2.1管道施工質量評價

強化建設期防腐管道預制和施工質量管理，開展防腐管道預制各工藝環節的質量監控，確保管道防腐預制管道產品滿足設計要求，細化施工過程中質量檢驗，規范質量檢驗過程記錄，逐步建立現場監督檢查體系，關鍵施工點建立圖形庫備案、責任人備案；實施新建管道外防腐保溫層檢測，評價防腐保溫層完好情況，形成檢測和修復施工過程記錄，確保檢測出的外防腐層破損點均得到修復。

2.2建立影像資料體系

為確保管道經濟、高效運行，以數據分析和管道檢測為基礎工作，構建管道檢測、評價體系，逐步實現管道各施工流程、管理流程影像資料體系建立，有效督促施工方保證施工質量，并有效避免監督管理不到位導致的質量缺陷。

2.3針對在運管道開展管道評價

整理失效數據，分析管道失效率；實施管道檢測，評價管道防腐保溫層破損情況；結合管道檢測結果和開挖驗證結果，確定管道失效狀態，并通過經濟效益對比分析修復和管道更換效益。通過開展管道分類、高后果區識別、風險評價等評價工作，實現管道精細劃分，有針對性地編制“一線一案”和“一區一案”，實現管道精準分類、精細管理和全面覆蓋，為管道管理提供精準的數據保障。

3完善腐蝕預防體系

通過完善區域陰極保護、實施管道腐蝕監測、強化日常管理等舉措，逐步完善腐蝕預防體系，提升管道防腐效果。

3.1完善區域陰極保護

陰極保護設備是管道腐蝕的有效防護措施，陰極保護是利用電化學方式進行腐蝕防護的技術，利用通電技術使金屬表面各點電位都降低到某一電位值從而消除金屬表面各點電位差，減緩腐蝕。陰極保護方式包括犧牲陽極陰極保護和強制電流陰極保護。強制電流陰極保護系統由恒電位儀、輔助陽極/陽極地床、參比電極、連接電纜、被保護體組成。

為有效發揮陰極保護作用，建議逐步完善區域性陰極保護。通過實施“聯合站-中轉站-計量間-單井”一體化管網區域性陰極保護模式，力爭站外強土壤腐蝕地區管道全覆蓋。同時，建議完善陰極保護設備運行評價體系，定期對全廠陰極保護設備運行參數、保護電位等參數進行檢測分析，并制定針對性的維修維護計劃；結合各類改造項目，更換失效的犧牲陽極，并逐步安裝絕緣接頭等配件；加強在運設備的運行管理，落實責任人。

3.2管道腐蝕監測

應用內腐蝕監測裝置，實時監測管道腐蝕參數，并將監測參數，反饋至陰極保護系統，動態調整陰極保護參數，最終實現最佳的防腐保護狀態^[5]。

3.3建立管道失效預警機制

針對管道失效治理難度大、監測難度大問題。建議進一步深化應用數字化油田已采集的運行參數，結合數字化油田建設模式，收集管道起點和終點的壓力、流量等信息，結合各類管道運行特點，制定不同算法，經過計算，篩選可能存在泄漏的管道，并發送預警信息，提示管理人員巡檢，縮短管道泄漏探查時間，減少泄漏量。

3.4完善日常防護體系

一是完善“人防”體系，對管道實施網格化管理，按照管道分類和風險評價結果，加密重點區塊巡檢，按照Ⅰ類管道每日至少巡檢1次、Ⅱ類管道每周至少巡檢1次、Ⅲ類管道每10天至少巡檢1次、高后果區和高風險的管段每日巡檢宜不低于一次的巡檢標準進行全方位巡檢工作，并結合各區域特點，制定巡檢方案，建立巡檢記錄。二是完善“物防”體系。安裝標志樁，補充完善作業區重點管道、重點區域管道標志樁，并建立標志樁管理臺賬，將標志樁檢查納入巡檢管理范圍，定期對標志樁數量、位置進行核驗，確保標志樁指示有效、完整。三是完善“技防”管理。探索視頻監控技術。在人員密集量大、環境影響大的區域，設置視頻監控點，一旦有人非法入侵，通過網絡高清攝像機的智能分析功能實現自動報警，區域監視中心監控終端上彈出畫面，操作人員可遠程麥克風喊話警示告知^[6]。

4完善腐蝕治理體系

通過細化管道更換條件論證、實施管道經濟修復、構建管道經濟治理示范區，實施分級治理、經濟治理，有效消除管道失效存量。

4.1細化管道更換論證

結合管道更換投資形勢，細化管道更換論證，按照“雙高管道＞運行年限＞失效率”的優先級順序，積極推進腐蝕老化管道、安全隱患管道等重點管道治理工作，消除局部隱患。

管道整體更換標準：近5年平均失效率超過4次/公里·年，失效位置均勻分布,且運行時間較長的管道，可以進行整體更新。管道更新與油田開發相結合，合理確定更新計劃。管道更新與系統優化簡化相結合，與經濟合理地減少高后果區管道數量相結合，優化工藝和路由。

管道局部更換標準：近5年管道平均失效率超過3次/公里·年，失效位置相對集中的可以進行管道局部更新。

4.2實施管道經濟修復

結合管道運行情況，對站間管道、集返輸氣管道、雙高管道等管道外防腐保溫層進行檢測修復。

管道檢測技術：單井管道的外防腐檢測采用皮爾遜法+交流電流衰減法（皮爾遜法定位破損點，PCM評估防腐層整體質量）。無陰極保護或犧牲陽極保護的站間及以上管道的外防腐檢測采用ACVG+PCM（ACVG定位破損點，PCM評估防腐層整體質量。有陰極保護站間及以上管道宜采用DCVG+PCM（DCVG破損點定位和評價，PCM評估防腐層整體質量）^[7]。

防腐保溫層修復技術：經過多年的實踐探索，形成了適合管道修復的技術方案。

4.3構建管道經濟治理示范區

從完善管道評價體系、實施管道經濟治理兩方面著手。實施安全隱患治理工程，重點治理高后果區管道，加大管道經濟更換、管道檢測修復、管體修復等措施力度，進一步強化管道措施管理，實施管道經濟更換和經濟治理，降低管道失效率，延長管道全生命周期。

5結語

面對油田生產任務日益艱巨、開發成本日益緊縮等新形勢，提升管道完整性管理水平將成為油田成本管控的重要舉措，細化管道治理舉措，完善管理體系，節省管道更換投資，降低管道失效造成的原油損失和安全環保隱患，為油田高質量穩產、高效益發展做出新的更大貢獻。

 

參考文獻

[1] 劉忠宇.葡萄花油田埋地金屬管道腐蝕防護及管理[J].石油石化節能.2015,5(7):51-52

[2] 李建松.油田壓力管道缺陷分析及處理措施[J].油氣田地面工程.2023,42(10):48-53

[3] 張奎鵬,李碩.油田埋地管道腐蝕機理及防治對策研究[J].油氣田地面工程.2022,41(12):62-68.

[4] 馮海泉.注入及油集輸管道腐蝕失效原因分析及應對措施[J].石油石化節能,2022,12(9):75-78.

[5] 劉冰.低土壤電阻率區域油田埋地管道完整性專項研究[J].油氣田地面工程,2022,41(12):69-73.

[6] 錢勇.油氣輸送管道高后果區遠程視頻監控預警技術方案[J].長江信息通信,2022,35(1):152-154.

[7] 劉旭文.油田埋地管道檢測技術應用研究.全面腐蝕控制[J].2023,37(10):38-41.

 

收稿日期：2023-11-20

作者簡介：許東德（1988—），男，黑龍江大慶人，助理工程師，研究方向：地面工程、土地管理。

 

 

Discussion on Construction and Application of Pipeline Corrosion Protection System

XU Dongde

(Daqing Oilfield Seventh Oil Production Plant Supervision and Management Center, Daqing  Heilongjiang  163000)

Abstract:Pipeline is an important surface facility in the oilfield, and pipeline corrosion has become an important problem in the oilfield surface management. In order to effectively deal with the increasingly severe safety and environmental protection situation and the increasingly tight cost control situation, it has become an inevitable demand to gradually improve the pipeline corrosion protection system. In this paper, problems existing in pipeline integrity management are analyzed based on the corrosion situation of oil field pipelines, treatment measures are formulated, and an oil field pipeline corrosion protection system and operation mode of "Evaluation + Prevention + Treatment" is constructed to gradually improve the level of pipeline integrity management.

Key words:quality management;integrity management;corrosion protection