磨溪气田地面集输系统腐蚀现状及处理措施

天　然　气　与　石　油N atural G as And Oil

Vol.21,No.3

Sept.2003

　　收稿日期:2002208220;修回日期:2002208228　　作者简介:冯　琦(19742),男,四川邛崃人,工程师,本科。1996年毕业于西南石油学院储运专业,现从事油气储运设计工作。电话:(028)86014335。

文章编号:100625539(2003)0320028203

磨溪气田地面集输系统腐蚀现状及处理措施

冯　琦1,何秀芬2,杨　英1

(中国石油集团工程设计有限责任公司西南分公司,四川成都610017;21川中油气公司设计所,四川遂宁629000)

摘　要:分析了磨溪气田地面集输系统腐蚀现状;从井口,集气支、干线,站场工艺设备等方

面研究了处理措施。

关键词:磨溪气田;腐蚀;现状;处理措施

中图分类号:TE863;TE988　　　文献标识码:B

1　前言

对于强腐蚀气田来说,地面集输工艺的合理性和整个地面工程防腐的成败是保证气田正常生产的两个重要环节。磨溪气田从1991年1月试生产以来,各种资料数据表明:磨溪气田整个地面集输工程

能够满足开发生产的需要,其工艺流程是合理的(见本文211,212,213条),但整个地面工程的严重腐蚀困扰着气田的正常生产。引起磨溪气田地面集输工程严重腐蚀的根本因素是井口产出物中的高含硫天然气及地层水,以及其它一些原因。由于气田试生产初期,气井尚无明水产出,地质评估报告认为气田不含水,造成了地面建设一期工程设计施工时,对整个气田的腐蚀严重程度估计不足。虽在二期工程中采用了内涂、清管、改进分离器结构等技术措施,也取得了一定的防腐效果,但磨溪气田地面工程设施中的腐蚀问题并没有从根本上得到解决。

本文依据川中油气公司与四川石油勘察设计研究院在1996年9月～1997年9月对整个磨溪气田地面集输系统进行防腐调查的资料,结合气田生产实际,对气田防腐现状进行了分析及对策研究,并期望以此对气田地面集输工程的腐蚀控制及工艺设施的完善提供帮助。

以下分井口、场站工艺流程,工艺设备,集气管线,缓蚀剂加注,外防腐涂料等五方面分析磨溪气田

腐蚀控制的处理措施。

2　井口、场站工艺流程

211　单井分离计量工艺原理

单井分离计量工艺原理流程见图

1。

图1　单井分离计量工艺原理流程图

212　

轮换分离计量工艺原理

轮换分离计量工艺原理流程见图2。

图2　轮换分离计量工艺原理流程图213　混合分离计量,即单井分离计量与轮换分离计

量相结合工艺原理

单井分离计量与轮换分离计量相结合其工艺原理流程见图3。

图3　混合分离计量工艺原理流程图

3　工艺设备

311　分离器

磨溪气田使用了两种规格卧式分离器(PN614MPa DN600、PN614MPa DN400)生产中都暴露出了下积液包、进气口、出气口和封头等部位腐蚀严重的问题,检测的台分离器有23台因腐蚀造成下积液包减薄现象,其中磨96井分离器腐蚀最为严重,最小壁厚由公称壁厚14mm降至9.8mm。由于磨溪气田的产出物含砂,分离器排出困难,在工作时实际存在气、液、固三相,引起腐蚀加重,筒内腐蚀产物多,排污困难,严重影响了分离器的正常工作,大大降低了分离效率,水分进入下游设备管线,对下游设备管线的腐蚀机率增大。

要改善其工作条件,应从以下五方面着手:

a)改进工艺流程,进口增加高压除砂器,使固体腐蚀产物与气液分离,保证气液分离器两相工作;

b)改进分离器结构,筒体两端开两个手孔,扩大下积液包的排污口,定期进行清洗;

c)加强场站操作管理,严格控制液面,并开展自动排液系统的研制工作;

d)三相分离器或立式分离器现场试验工作,优选分离设备;

e)井下采用抗腐蚀性能良好的玻璃钢管。

312　水套加热炉的改造

磨溪气田水套加热炉存在功率大及抗硫针阀严重刺漏的问题。磨溪气田单井产量低,原设计型号为SSL320/5(二)的水套加热炉热量太大,不仅能量浪费,而且不好调节。针对这一状况,现已重新设计了小功率的SSL320/3水套加热炉,现场试验效果良好。

设备橇装是磨溪气田地面建设工程的主要特点之一,而设备优化组合是橇块安全生产的重要保证。水套炉橇的抗硫节流阀投产后,因频繁冲刷磨损而被陶瓷油嘴所代替,但磨18、磨139井仍出现了油嘴磨损腐蚀现象。据第二阶段调查报告显示,油嘴处气体流速高达23418m/s,说明油嘴处存在强烈的磨损腐蚀,只有高硬度耐磨损的陶瓷材料才可能抵御磨损。磨18井采用高硬度的氧化钴陶瓷油嘴后,寿命由以前的几小时提高到半年以上,很好地解决了磨溪气田节流调压问题,该项技术已在磨溪气田推广应用。

313　汇气管、清管装置

汇气管排污口由管中心改成底部,并增加清洗用孔及排污孔,加强清洗工作。磨溪气田采用了传统卧式和简易立式两种清管装置,保证了磨溪气田各种规格管道的清管作业,而且简易立式清管装置成本低,尤其适用于DN100以下小管径的清管作业,在磨溪气田乃至于川中地区普遍得到了应用。但其法兰盲板代替快开盲板,法兰拆卸困难,不易于装球和取球,应开展简易快开盲板的研制工作。

314　污水罐

污水罐是磨溪气田腐蚀最严重的设备,虽在污水罐上采用了内衬玻璃钢或内涂层技术,但其接管处的腐蚀仍然存在。如放空管堵塞造成污水罐带压工作,液位计堵塞使其显示失灵等,因此,污水罐防腐问题仍然是磨溪气田防腐工程中的技术难题之一,根据磨溪气田介质特点排污管只有加强涂料优选、内涂施工工艺及金属材料的研究,才能有效地抑制排污系统的污染。现玻璃钢污水罐、玻璃钢排污管线已在高含硫气井中试用,其运行效果有待证实。

4　集气管线

磨溪气田集气管线管道规格为DN50～DN300,包括二期工程采用了内涂层的集气管线在内,其内壁腐蚀都是相当严重的,有的管段平均腐蚀速率高达012～0.785mm/a,管壁减薄量达4.0mm以上,严重危及磨溪气田的正常生产。

为了有效控制腐蚀,满足开发生产的需要,应采取以下措施:

a)集气管线清管作业

一期工程部分集气管线增设了清管装置,如磨12号集气站所属磨77、86、87、90井,集气支线清管作业后,管线压损降低,管段生产正常。说明定期清

92

第21卷第3期冯　琦,等:磨溪气田地面集输系统腐蚀现状及处理措施　　　　　管作业能够有效地解决管道堵塞,降低腐蚀,应对一期工程进行全面的改造。

b)提高气体流速,气体流动状态为湍流

据国内外资料报道,集气管线的设计流速一般不小于4m/s,但磨溪气田采用滚动开发,单井实际产量低,造成了集气管线流速大多小于1.5m/s。流速小,携带液体能力差,管内积液多造成腐蚀产物多,垢下腐蚀严重。今后改、扩建工程应根据单井的实际情况确定合适的管径,保证一定的气体流速。

c)开展内涂施工工艺研究工作,以解决接管处的涂层的施工质量

四川石油勘察设计研究院与兰州涂料研究所联合开发的E-1型卤水涂料是一种新产品,为现有较好的涂料。除了合适的涂料外,采用正确的施工方法也是涂层质量的重要保证。磨溪气田的主要腐蚀介质为硫化氢和Cl-,对涂料类型及其施工方法仍需要作进一步的探讨。

d)管内加注缓蚀剂

缓蚀剂在管内能形成一层保护膜,能较好地保护管道。该项技术的设计已经完成,尚待现场施工试验。这些措施实施都能有效地控制管道腐蚀,尤其为今后改扩建工程提供重要的依据。

护,管道腐蚀控制除了合理的输气工艺及防腐设计外,还需要施工质量作保证。

根据磨溪气田腐蚀调查报告,针对管道防腐层及其阴极保护所存在的问题应及时采取以下修复工作:

a)防腐层的修复

磨溪气田采用石油沥青和聚乙烯粘胶带两种防腐层。虽然该地区土壤腐蚀程度属于中或中～轻,但防腐层破损处已出现了锈蚀现象。粘胶带人为破坏严重,露管较多。为了保证管道不受土壤腐蚀,应及时采取措施修复防腐层。

b)阴极保护的修复

磨溪气田所有的管道均采用锌合金牺牲阳极保护,但调查资料表明,阴极保护率均未达到100%,甚至所有的集气管线保护率均为零。阴极保护是管道防腐的重要措施之一,应加强管道的阴极保护措施。

5　改进缓蚀剂加注工艺

磨溪气田井口均设置缓蚀剂加注系统,加注罐为条式罐和球形罐两种,球形罐较好。但普遍都反映缓蚀剂加注困难,整个气田后来全部改成由加注车循环加注,加注周期以每月一次计,70口生产井加注情况为平均4514井次/月,不改变现有的加注工艺就保证不了每口单井周期性地加注缓蚀剂。

根据磨溪气田腐蚀严重的特点,现重新设计了缓蚀剂加注系统:

a)泵注缓蚀剂,能更大面积的形成保护膜;

b)在原滴注系统基础上,提高加注罐至套管间的高度,使其不小于310m,条式罐增加一定的倾斜度(约15度),系统内阀门及其管件内径加大。

6　优选防腐涂料,保护设备外壁

涂层防腐是一种重要的防腐手段。磨溪气田普遍采用的是石油沥青、聚乙烯粘胶带、E-1型卤水涂料、银粉、红丹等,调查资料显示,涂层质量差,表层鼓泡、脱落,主要设备外腐蚀比较严重。如集气总站分离器外壁腐蚀达2.0mm。涂料选择及正确的施工方法是保证涂层质量的两个重要因素。

四川盆地湿度大,富锌涂料对潮湿大气有极高的抗腐蚀效果,底漆以富锌涂料为宜,稳定型代锈底漆和渗透性带锈底漆寿命较短,并同时开展耐候涂料的试验工作,优选涂料,施工作业时应加强钢材表面除锈等预处理工作,提高底漆的附着力。为了保证施工质量,涂料施工建议采用喷涂,这种方法涂层质量好,能有效地保护管线设备。

03

　　　天　然　气　与　石　油2003年S E L ECTED AB S TRACTS

NAT URA L G AS AND OI L

(QUARTER L Y)

Vol.21No.3(Total No.193)Sept.2003

ABSTRACT:Internal coating used in high pressure,large diameter and long distance gas pipeline has two main functions,one of them is anti2corrosion and the other is drag reduction.G as pipeline with internal coating has stronger transportation capacity,requires less compressor stations and pig times.However,according to operation conditions of the existing Shan2Jing Pipeline,it is not recommended that internal coating is used in Shan2Jing Pipeline2.

KE Y WOR DS:High pressure;Large diameter;Long distance gas pipeline;Internal coating;Discuss

Corrosion Status of Surface G athering and T ransmission S ystem in Moxi G as Field and H adling Measures

Feng Qi,He Xiufen,Y ang Y ing(China Petroleum Engineering Co.,Ltd.S outhwest Company,Chengdu,Sichuan,610017,China) NG O,2003,21(3):28～30

ABSTRACT:Analyzed is corrosion status of surface gathering and transmission system in Moxi G as Field and introduced are some han2 dling measures controlling corrosion in wellhead,gas gathering branch and line and process equipment at well site.

KE Y WOR DS:Moxi G as Field;Corrosion;Status;Handling measure

OI L&G AS TREATING AN D PR OCESSING

E ffect of N on2ionic Surfactant on N atural G as H ydrate Formation Process

Zhang Chunsun,Fan Shuanshi,Zheng Xin(Guangzhou Institute of Energy Conversion,Chinese Academy of Science,Guangzhou, Guangdong,510070,China)NG O,2003,21(3):31～34

ABSTRACT:Natural gas hydrate is a new2style fuel.There are many factors,such as pressure,temperature,gas2water interface and additional agent etc.that has an effect on its formation.Test shows that natural gas hydrate formation rate can be increased if water is a solution containing APG,non2ionic surfactant and APG can improve hydrate capability for storage of natural gas.

KE Y WOR DS:Natural gas hydrate;Non2ionic surfactant;Formation rate

Studies on the E ffects of SiW12H eteropoly Acid on Macroporous Sillica

Liu Zhigang,Liu Y aofang,Liu Zhichang(The University of Petroleum,Heavy Oil processing State K ey Lab,Beijing,102200,China) NG O,2003,21(3):35～37

ABSTRACT:The effect of time concentration and solvent on122sillcotungstic acid load was investgated by the method of acid2base titration.It shows that the SiW12/SiO2catalyst possesses high loading level of SiW12after the macroporous silica was impregrated with 60mg/ml aqueous SiW12solution for6h,and the pore diameter of the silica gel is mainly responsible for the diffusion of the solvented SiW12.

KE Y WOR DS:122sillcotungstic acid;Loading;Impregrate

OI L&G AS TREATING AN D PR OCESSING

U tilization and Improvment of Dehydration Equipment Flashing G as in Changqing G as Field

Lu Y anfeng(Xi’an Oil Colleg,Xi’an,Shanxi,710065,China)

Li Qiang,Yu Haojie(Changqing G as Field Co.G as Production Grew2,Yulin,Shanxi,719000,China)NG O,2003,21(3):41～43 ABSTRACT:Changqing G as Field Co.imported dehydration equipment to carry out the process of dehydration at little station and dry gas transportation.In this process,flashing gas,contained in circulating TEG in dehydration equipment,is entirely vented to atmo2 sphere and severely pollutes environment.After a series of analysis and studies,flashing gas is used as a main fuel gas of dehydration e2 quipment reboiler,which not only reduces environmental pollutions but also greatly increases economical benefit.

KE Y WOR DS:Dehydration euqipment;Flashing gas;Reboiler

Separation T echnologies of Mercaptan From Oil and Condensate G as

Y an Guangcan,Feng Y ali(China Petroleum Engineering Co.,Ltd.S outhwest Com pany,Chengdu,Sichuan,610017,China)NG O, 2003,21(3):48～52

ABSTRACT:Mercaptan has volatility,toxicity and corrosivity.In order to meet the requirements of environmental protection and to reach quality standard of pipelining fluids,it is necessary to separate mercaptan from oil and condensate gas.Introduced are some mer2 captan removal processes and techniques.

KE Y WOR DS:Oil;Mercaptan;Process;Environmental protection

IN D USTR Y AN D CIVI L BUI LDING

Application of Steel R einforced B rteast W all in“West2to2E ast G as Pipeline”Project

Hu Daohua,Chen Jing,Qin Xingshu(China Petroleum Engineering Co.,Ltd.S outhwest Company,Chengdu,Sichuan,610017,China) NG O,2003,21(3):51～54

ABSTRACT:Introduced are advantages of steel reinforced beast wall and its necessity applied in“West2to East G as Pipeline”project. KE Y WOR DS:Steel oreinforeed breast wall;West2to2East gas pipeline project;Loess