高酸性氣田緩蝕劑防腐技術(shù)教材課程

中國石油西南油氣田分公司中國石油中國石油西南油氣田分公司天然氣研究院2008年11月酸性氣田緩蝕劑防腐應(yīng)用技術(shù)國內(nèi)外主要的酸性氣田簡介Fairway氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)介紹對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識峰15井緩蝕劑現(xiàn)場應(yīng)用情況對中古８井地面緩蝕劑加注的建議內(nèi)容提綱一、國內(nèi)外主要的酸性氣田簡介高含H2S氣田高含CO2氣田國內(nèi)酸性氣田具體的氣田或集輸系統(tǒng)1、法國拉克氣田集輸系統(tǒng)；2、加拿大高酸性氣田集輸系統(tǒng)1）Burnttimber濕酸氣集輸系統(tǒng)2）Shell加拿大公司濕酸性氣集輸系統(tǒng)3）Grizzlyvalley酸氣集輸系統(tǒng)4）EestcrossfieldD-1氣田集輸系統(tǒng)5）KaybobSouth氣田地面集輸系統(tǒng)3、美國高酸性氣田集輸系統(tǒng)1）Tioga集輸系統(tǒng)

2）Fairway氣田集輸系統(tǒng)3）LaBarg氣田集輸系統(tǒng)4、俄羅斯奧倫堡氣田集輸系統(tǒng)5、中東阿布扎比國家石油公司Thamama氣田集輸系統(tǒng)1、得克薩斯州的海上氣田2、東南路易斯安那州海上氣田3、挪威Lille－Frigg海上氣田集輸管線4、泰國Bongkot氣田海底管線1、天東5－1井2、川西北中壩氣田集輸管線3、蜀南氣礦地面集輸管線4、塔里木油田集輸系統(tǒng)二、Fairway氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)介紹1、管線清洗：清洗管線中的軋制氧化皮。2、連續(xù)加注水溶性緩蝕劑不產(chǎn)水時(shí)緩蝕劑的加量為0.09～0.18L緩蝕劑/104m3/d天然氣；產(chǎn)水時(shí)投運(yùn)3月內(nèi)水中緩蝕劑濃度應(yīng)維持在750ppm，之后可維持在250ppm；對于采出水中Cl-含量很高（10％）的情況，緩蝕劑的濃度可維持在500～750ppm間。3、間歇加注油溶性緩蝕劑緩蝕劑溶解打牌柴油中，濃度為10～15％，緩蝕劑夾在兩個(gè)清管球之間。對于輸氣管線來說，投運(yùn)之初的幾月內(nèi)間歇加注周期為1次/周，以后可延長為1次/月。對于輸水管線，控制在1次/季度。4、清管最初的清管周期為1次/周，3月后可調(diào)整為1次/月，后來根據(jù)情況還可降到1次/季度。二、Fairway氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)介紹5、腐蝕監(jiān)測1）目視檢測：檢測緩蝕劑供應(yīng)和加注系統(tǒng)。2）FSM方法：安裝在天然氣和輸水管線的進(jìn)口和出口處。3）測試短節(jié)：安裝在緩蝕劑加注點(diǎn)的上游，長30英尺。4）掛片：位于天然氣和輸水管線的進(jìn)口和出口處。5）Fe＋、Mn＋分析：結(jié)果不準(zhǔn)確。6）緩蝕劑殘余濃度分析：用來指導(dǎo)緩蝕劑加注量。7）智能清管管線運(yùn)行之后幾月內(nèi)進(jìn)行首次清管，然后在2年后再進(jìn)行，之后的清管頻率要根據(jù)前兩次的清管結(jié)果以及其它腐蝕監(jiān)測結(jié)果而定。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識緩蝕劑品種

就目前看來，地面集輸系統(tǒng)所用緩蝕劑品種主要分為抗H2S緩蝕劑和抗CO2緩蝕劑。高含H2S氣田和高含CO2氣田所用緩蝕劑只是在成分上有所差異，應(yīng)用工藝上沒差別。高含H2S氣田所用緩蝕劑主要為咪唑啉、胺類、吡啶、合成酸/多胺的縮合物以及脂肪酸與胺類之間的縮合物等。高含CO2氣田所用緩蝕劑主要為咪唑啉、咪唑啉鹽、長鏈季胺、季胺吡啶化合物、磷酸酯以及含硫和磷的化合物。在每個(gè)氣田應(yīng)用緩蝕劑前必須確定緩蝕劑品種，主要通過室內(nèi)及現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果來確定。預(yù)膜/間歇加注工藝緩蝕劑溶解性：由于預(yù)膜/間歇加注的目的是在管線內(nèi)壁形成緩蝕劑膜，要求緩蝕劑的附著性較強(qiáng)，因此所用緩蝕劑一般為油溶性緩蝕劑；緩蝕劑加量：

1）按照緩蝕劑成膜厚度為3mils（1mil＝0.0254mm）來確定；

2）V=2.4DL

3）V=20×10-3×S×T

4）V=dDL/60C一般選擇第一種來確定緩蝕劑的加量。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識預(yù)膜/間歇加注工藝緩蝕劑預(yù)膜/間歇加注工藝：

1）一般采用普通清管器來加注；

2）也有采用專用工藝（如PNS公司清管球、預(yù)膜球結(jié)合蛛頭球的工藝）來加注預(yù)膜/間歇加注周期：一般在1周～1季度之間，主要根據(jù)生產(chǎn)狀況以及緩蝕劑效果來確定，而且要根據(jù)緩蝕劑的效果調(diào)整加注周期。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識連續(xù)加注工藝緩蝕劑溶解性：連續(xù)加注緩蝕劑的目的是維護(hù)已經(jīng)在管壁上形成的膜，要求緩蝕劑易于到達(dá)管壁，因此通常所用緩蝕劑一般為水溶性緩蝕劑；緩蝕劑加量：緩蝕劑加量一般按照（0.05～0.66L緩蝕劑/104m3/d天然氣）來確定；而且要根據(jù)緩蝕劑的效果調(diào)整緩蝕劑的加量。注意：對于流速很低（例如小于1m/s）的管線，由于水很容易匯集到管線底部，應(yīng)該在連續(xù)加注緩蝕劑的同時(shí)還要采用間歇加注的方式來完善緩蝕劑防腐效果三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識連續(xù)加注工藝緩蝕劑加注點(diǎn)：一般位于井口和集氣站。井口加注緩蝕劑后可以保護(hù)從井口到分離器處的管線；集氣站內(nèi)加注緩蝕劑后可以保護(hù)從分離器到集氣總站處的管線。緩蝕劑加注設(shè)備選型：緩蝕劑加注設(shè)備要根據(jù)管線壓力和緩蝕劑用量來確定。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識腐蝕監(jiān)測點(diǎn)的選擇單井站：（1）如單井站內(nèi)有分離器，則分別在分離器前后設(shè)置腐蝕監(jiān)測點(diǎn)，其中分離器前的監(jiān)測點(diǎn)監(jiān)測井口到分離器處管線的腐蝕以及緩蝕劑應(yīng)用效果；分離器后的監(jiān)測點(diǎn)（清管器或緩蝕劑加注點(diǎn)前）監(jiān)測出單井站采氣管線始端的腐蝕。（2）如單井站內(nèi)沒有分離器，則站內(nèi)的監(jiān)測點(diǎn)主要設(shè)置在緩蝕劑加注點(diǎn)或清管器前，監(jiān)測緩蝕劑加注前管線的腐蝕。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識腐蝕監(jiān)測點(diǎn)的選擇集氣站：（1）采氣管線緩蝕劑加注點(diǎn)的下游末端管線。設(shè)置在集氣站內(nèi)分離器前。（2）集氣干線的始端，設(shè)置在站內(nèi)緩蝕劑加注點(diǎn)或清管器之前。集氣總站：集氣管線緩蝕劑加注點(diǎn)的下游末端管線。設(shè)置在集氣總站內(nèi)分離器前。分離器排污管線：考察液相的腐蝕狀況，代表了長距離采氣管線上的低洼積液部位的腐蝕。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識腐蝕監(jiān)測手段的選擇主要有失重掛片、電化學(xué)探針、氫探針、測試短節(jié)、FSM、水分析、智能清管等。（1）應(yīng)用較多的仍然是失重掛片和電化學(xué)探針，特別是ER探針和LPR探針。（2）對于以導(dǎo)電原理為基礎(chǔ)的監(jiān)測手段，導(dǎo)電性腐蝕產(chǎn)物對監(jiān)測結(jié)果有一定的影響。（3）FSM和智能清管價(jià)格昂貴，但能反映管線的實(shí)際腐蝕狀況，而且隨著溫度的變化FSM的結(jié)果有波動。（4）水分析（鐵離子分析、緩蝕劑殘余濃度分析）能很好的指導(dǎo)緩蝕劑應(yīng)用工藝。三、對酸性氣田緩蝕劑應(yīng)用和腐蝕監(jiān)測技術(shù)的認(rèn)識

峰15井H2S為105.58g/m3，產(chǎn)水量為1.3m3/d左右。目前該井產(chǎn)量控制在16×104～20×104m3/d，峰15井～高峰站集氣管道規(guī)格為φ168.3×11，管線長度為3.67Km，管材選用L245NB無縫鋼管，設(shè)計(jì)壓力為8.5MPa。峰15井站內(nèi)建有清管發(fā)球裝置和緩蝕劑、防凍劑加注裝置各一套，對井下油管和站內(nèi)管道和集氣管道進(jìn)行防腐、防凍。根據(jù)緩蝕劑防腐評價(jià)需要，分別在峰15井場和高峰站建設(shè)了兩個(gè)旁通裝置，裝置上可安裝ER、LPR和失重試片，流速在2.8～5.6m/s之間。四、峰15井緩蝕劑現(xiàn)場應(yīng)用情況峰15井概況四、峰15井緩蝕劑現(xiàn)場應(yīng)用情況四、峰15井緩蝕劑現(xiàn)場應(yīng)用情況峰15井緩蝕劑加注緩蝕劑種類：ＣＴ２－１９緩蝕劑預(yù)膜工藝：清管器／泵注緩蝕劑加注：連續(xù)加注監(jiān)測與檢測：腐蝕掛片、電化學(xué)監(jiān)測、化學(xué)分析方法四、峰15井緩蝕劑現(xiàn)場應(yīng)用情況峰15井緩蝕劑評價(jià)和加注工藝試驗(yàn)裝置

該裝置能夠?qū)Σ煌徫g劑加注工藝、不同類型的緩蝕劑應(yīng)用效果和緩蝕劑的配伍性能進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)，完善