全国石油工程设计大赛参赛获奖作品

1、全国石油工程设计大赛初赛答辩地面工程之防腐工艺设计参赛小组：光荣之路小组成员：李荣涛 邸鹏伟指导老师：褚庆忠 副教授答辩日期：2012年04月26日 在油气田开发中，从钻井、开采、集输、到油气水处理、储运等生产的各个环节腐蚀都无处不在，无时不有，生产安全、人身安全和环境保护都受到影响。腐蚀是制约和影响油田生产的主要因素之一。绪论华北油田含高二氧化碳馏-58井使用18个月油管腐蚀穿孔 渤中13-11含二氧化碳油井套管腐蚀穿孔/裂开井下766 1955 m段超声电视录象(0 766 m 和1955 2083 m段套管良好) 主要内容1.气藏数据分析2.防腐设计分析3.防腐方案气藏数据分析地理位置及

2、地面概况资料 1地理位置 地理位置位于M市B区C村东北约10公里。2 自然条件2.1 水文条件 管道经过地区除村落地段地下水埋藏较浅（），水量较丰外，其余地段地下水埋藏较深。气藏数据分析2.3 地震烈度 工程所在地区地震基本烈度为6度。2.4 地质条件 管道途径地区波状沙丘绵延广布，地势平坦，地表起伏较小，较为开阔，不良地质现象不发育、属管道工程地质条件简单地段。气藏数据分析组份井流物mol%g/m3二氧化碳1.57028.716氮 气1.27114.794甲 烷92.902617.905乙 烷3.17639.700丙 烷0.66912.263异 丁 烷0.1152.779正 丁 烷0.115

3、2.779异 戊 烷0.0651.950正 戊 烷0.0230.690己 烷0.0571.990庚 烷00.320.128辛 烷0.0040.178壬 烷/癸 烷/十 一 烷以上/气体性质：分子量：17.48相对密度:0.604M4井井流物组份组成 气藏数据分析组份井流物mol%g/m3二氧化碳1.12820.632氮 气1.12913.141甲 烷90.502601.942乙 烷5.50368.788丙 烷1.11120.366异 丁 烷0.1964.736正 丁 烷0.1764.252异 戊 烷0.0892.669正 戊 烷0.0320.960己 烷0.0772.689庚 烷0.0411.

4、636辛 烷0.0060.267壬 烷/癸 烷/十 一 烷以上/气体性质：分子量：17.89相对密度:0.618M5井井流物组份组成 含有腐蚀性气体二氧化碳 由地面静态资料中所给压力预测数据可知上、下古生界天然气组份中均不含H2S气体。则该气井的腐蚀性气体为二氧化碳 。气藏数据分析水质分析气藏数据分析 由水质分析报告可以得到，该地区水质为酸性，含碳酸氢根离子和氯离子，对管道具有腐蚀性。气藏数据分析气藏数据分析结果 综合考虑气体组成,水质特征可以得出对石油管道的腐蚀来自于二氧化碳气体，酸性碳酸盐类，氯化物等。而另一方面电化学腐蚀的影响也势必会存在，并且会占到很大比重。气藏数据分析防腐方案分析防腐

5、方法合理选材防腐层设计电化学保护缓蚀剂选择选材的基本原则在于提高金属本身的热力学稳定性。采用耐蚀合金、易钝化的金属针对该气田气体状况对J55、N80、P110碳钢进行室内实验可以得到以下实验结果钢材腐蚀速率实验温度材 料腐蚀速率（mm/a）局部腐蚀80P1102.065 无N801.810 无J552.630 有60P1101.680 无N801.514 无J552.213 有由实验数据可得到，N80碳钢的抗腐蚀效果较好，可以此作为管道选材三、防腐层应用 在各种防腐技术中 ,涂料防腐蚀技术应用最广泛 ,因为它具有许多独特的优越性。只要涂料品种配套体系选择恰当 ,涂料防腐仍然是一种最简便、最有效

6、、最经济的防腐蚀措施。据日本腐蚀和防腐蚀协会调查表明 ,在涂料、金属表面处理、耐腐蚀材料、防锈油、缓蚀剂、电化学保护、腐蚀研究等七大防腐技术投资中，涂料防腐蚀投资的经费占60%。我国的防蚀费用有76%用在涂装上，由此可见涂料防腐的重要地位和研究开发的活跃程度。 1.1 管道防腐材料的发展进程 埋地管道采用防腐层保护已约有近百年的历史，从管道防腐材料也经历了品种从少到多，性能不断提高的发展进程。管道防腐层应用 1.管道外防腐层 管道防腐蚀保护示意图金属 + 土壤 腐蚀金属 + 土壤 腐蚀涂层将金属与土壤隔离开防腐涂料外层涂料内层涂料三层PE防腐层 陕京管道埋地干线防腐采用三层PE防腐涂层，其结构

7、为： 底层：熔结环氧底层,厚度100m； 中间层：共聚物热熔胶厚度170250m； 外层（背层）：聚乙烯防腐层,厚度或。 根据德国调研数据,三层PE涂层的使用寿命在30年以上，是一种性能优异的外防腐涂层。从强度方面考虑，三层PE分为普通型和加强型（穿跨越段），普通型涂层总厚度为左右，加强型涂层总厚度超过。针对该地区地质条件较好的情况对于长距离管道采用普通型涂层即可。三层PE结构示意图现实中，所有的涂层，不论总体质量如何都存在空洞（通常称为不连续点）被称做漏点，这些漏点一般是在涂敷、运输或者安装过程中产生的；使用过程中，涂层漏点一般是由于涂层老化、土壤应力或是管道在土壤中移动而产生的，有时也可能

8、来自未被及时发现的第三方破坏。 金属 + 土壤 腐蚀涂层将金属与土壤隔离开阴极保护针对有的缺陷涂层对管道实施外加电流阴极保护整流器将交流电流转变成脉动直流电流辅助阳极（也称惰性阳极）一般由高硅铸铁、铂钛或贵金属氧化物和填埋料（通常为焦碳）组成；阳极寿命应尽可能长，选择合适的数量并埋在土壤电阻率低的位置以降低阳极接地电阻。 辅助阳极地床是阴极保护站重要的辅助设施，通常阳极地床型式可分为深井和水平连续浅埋两种形式，阳极材料采用贵金属氧化物或加铬高硅铸铁等。阴极（即管道）通过涂层以及阴极保护系统，最终形成一个完整的管道保护系统。添加缓蚀剂型 号缓蚀率（%）加药量（Kg/104m3d）价格（万元/t）酰胺类900.2-0.41.8咪唑啉900.1-0.32.2从经济效益来看，咪唑啉