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【摘要】普光气田天然气含有大量的酸性气体，在天然气管道传输的过程中，会对集输管道系统产生严重的腐蚀效果。由于集输管道线路长、沿线地形复杂、人口密度高，一旦出现天然气泄漏现象，会对沿线居民的生命财产安全造成严重的威胁。所以，对普光气田集输管道腐蚀风险进行评估，分析风险产生的原因以及可能危害，采取相应的措施控制集输管道系统腐蚀状况是保障普光气田安全生产的需要，同时也是保证管道沿线居民生命财产安全的需要。
【关键词】普光气田 高含硫天然气 集输管道 风险 控制
加强普光气田集输管道腐蚀风险评估，采取切实有效的控制防范集输，是保证气田安全生产的需要。在能源供给日益紧张的今天，加强气田安全方面的工作，对保证能源供给，促进社会经济发展具有重要意义。
1 管道腐蚀原因分析
普光高含硫气田集输管道腐蚀的产生主要受土壤成分、管道材质和输送对象三方面的影响。
1.1 土壤成分分析
土壤是由不同性质的固体、液体、气体三者混合而成的，由于其中存在着水分和各种盐类，导致土壤机油电解质溶液的特性，从而使得土壤机油一定的腐蚀性。由于各个地区的土壤结构都不相同，所以腐蚀性的强弱也存在着差异。影响土壤腐蚀性的因素有土壤电阻率、含水量和含盐量。土壤电阻率越低，对管道产生的腐蚀性就越大。含水量的变化，也会引起土壤腐蚀性强弱的变化。另外，土壤中盐分的含量、盐分类别、温度、微生物等也会对土壤的腐蚀性产生一定的影响。
1.2 输送对象的影响
在采用管道进行天然气的传输过程中，天然气中析出的饱和水、酸性物质含量以及输送压力三者之间互相的化学作用，会对输送管道产生一定的腐蚀作用。因为受压力、温度等因素影响，天然气成分具有一定的不稳定性，硫、氯、氢、氧各种物质间会产生一定的化学反应，从而生成具有腐蚀性的物质，破坏管道内壁结构，降低管道的使用寿命。
1.3 管道的材质
管道的材质也会影响到普光高硫气田集输管道的耐腐蚀性，材质的化学构造、制造工艺等都会影响到管道对酸性腐蚀物的抗性。
2 风险评估方案
采取有合理有效的风险评估方案，对普光高含硫气田集输管道运行过程中可能产生的腐蚀泄漏风险进行评估，对于预防腐蚀泄漏、降低人员财产安全有重要意义。在具体的风险评估过程中，可以先确定腐蚀的类型，具体可划分为管道内腐蚀、土壤外腐蚀和大气腐蚀三大类，并对各自的控制指标作出明确的规定。通过对其内部变化反应的具体分析，推测出可能产生的危害。腐蚀泄漏风险评估要针对不同地段的实际情况采取不同的措施，以保证影响因素的同一性和差异性，做到风险评估的规范性和准确性。
3 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
3.1 普光气田和法国LACQ 气田集输管道顶部腐蚀分析
法国拉克气田与普光气田相似，天然气中H2S含量为15%，CO2含量为10%；拉克气田集输系统与普光气田均采用湿气输送方式，输气管道材质都是抗硫碳钢，井口和集输管线上采取加注缓蚀剂和定期清管的防腐措施。法国拉克气田和普光气田发生的顶部腐蚀也具有相似性，均在投产后1-2年内发生顶部腐蚀，腐蚀深度均为1-3mm；通过顶部腐蚀控制技术，法国拉克气田的顶部腐蚀得到了有效控制，说明普光气田集输管道的顶部腐蚀也可通过顶部腐蚀控制技术得到有效控制。
3.2 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
普光气田的几个站场气液分离器上都发现元素硫堵塞问题，为了进一步确认内部腐蚀检测到的壁厚损失大于20%的部位可能来源于元素硫，项目组成员对普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性进行了分析。通过对元素硫的物性，集输管道内的温度，压力及介质环境等综合分析，发现在普光气田集输管道内存在元素硫沉积的可能性。图1为2009年12月28日至2010年1月11日期间在P303 站场计量分离器及缓蚀剂加注橇块以后的腐蚀挂片（CC-1408）和电阻探针（ER-1408）上元素硫的沉积，这也进一步证实了元素硫已经在集输管道内发生了沉积。
5 腐蚀控制措施5.1 添加高效缓蚀剂
在目前的油气田生产设施防腐工作中，添加高效缓蚀剂是一种使用较为广泛的手段。它具有投入低、效果好、操作简单的特点。通过采用高效缓蚀剂，在管壁形成保护膜附著于管壁表层，可以起到一定的防腐效果。不过在缓蚀剂的选购方面，要根据管道的材质和实际的作业环境选择适用的品种，避免因缓蚀剂选择不当而引起防腐蚀效果下降，管道腐蚀加速的想象。5.2 加强管道内部腐蚀监测
采用先进的监测技术，在离管道距离阀室最近的一道焊缝表面安装探针电阻矩阵，对管道内壁厚度的变化进行测量。在监测点的设置方面，要将整个管道集输系统划分为多个区域，保证监测范围的多样性。在时间上，要做好合理的规划，保证监测结果的时效性。另外，对于使用时间较长的管道，要对其变形以及腐蚀缺陷进行全面的检查，评估能否继续使用以及继续使用的安全时限。5.3 积液控制
普光高含硫气体集输管道的运行过程中，管道内部会产生一定的粘稠物和液体沉积，这会影响到管道的抗腐蚀性。所以要定期对管道进行清理，对相关液体的成分要进行详细的分析，并做好相应的记录。这样可以有效的降低管道内部化学反应对管道的腐蚀危害，保证管道安全。
5.4 阴极保护
普光气田地形复杂、气井分散，集输采用枝状管网，干线管道同沟敷设，管路起伏曲折，穿跨越结构多，集气站、阀室间距短，这些都给阴极保护带来较大困难。采用强制电流、辅助阳极、区域保护与智能监测相结合的阴极保护方案，可以对管道起到良好的保护作用。
5.5 优化运行参数
由于温度、压力等因素也会影响到管道的腐蚀速率，所以在实际的生产传输过程中，可以尽量降低管道运作的温度和压力，从而减小管道内部环境的变化程度，起到减缓腐蚀的作用。
6 缓蚀剂在管道防腐中的应用
缓蚀剂能在管道内表面形成一层很薄的缓蚀剂分子膜，阻止天然气中的腐蚀介质与管道内壁的直接接触，由此减缓或阻止管道的腐蚀。
缓蚀剂的加注工艺包括预膜工艺和正常加注工艺。管道正常运行前首先采用预膜工艺在钢材表面预涂一层浸润保护膜，管道正常工作时液膜在气流的长期冲刷下，液膜厚度减薄，防腐效果变低，此时采用正常加注工艺对缓蚀剂液膜进行修复和补充。能否真正起到修复和补充的作用，取决于缓蚀剂液滴在管道内的运动和分布。
现场缓蚀剂加注工艺技术存在着以下问题：
（1）加注完全依靠实际的工程经验；
（2）管道内部缓蚀剂液膜分布情况以及随流动情况变化规律未知；
（3）无法充分发挥缓蚀剂的防腐效果，造成缓蚀剂的浪费。
因此，通过研究缓蚀剂预膜工艺以及正常加注情况下，天然气和缓蚀剂在管道内的分布规律，可以为管道腐蚀评价提供依据。
通过对管道腐蚀影响因素的分析，确定出科学的应对方案，可以对管道腐蚀起到良好的减缓作用，保证管道运作安全稳定的运行，以最好的状态投入到我国经济建设中去。
参考文献
[1] 刘德绪，王晓霖. 普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术[J].油气田地面工程，2012（07）
[2] 朱恒.集输管道腐蚀原因及防护措施分析[J].装备制造技术，2012（11）
[3] 叶帆.凝析气田集输管道腐蚀原因分析[J].天然气与石油，2010（01）
[4] 刘明，王毅.高含硫气田管道集输管线腐蚀因素分析[J].管道技术与设备，2011（04）
作者简介
时冲锋，工程师，注册安全工程师，毕业于中国石油大学化学工程与工艺专业，现在中国石化中原油田普光分公司HSE监督管理部从事职业卫生管理工作。
【关键词】普光气田 高含硫天然气 集输管道 风险 控制
加强普光气田集输管道腐蚀风险评估，采取切实有效的控制防范集输，是保证气田安全生产的需要。在能源供给日益紧张的今天，加强气田安全方面的工作，对保证能源供给，促进社会经济发展具有重要意义。
1 管道腐蚀原因分析
普光高含硫气田集输管道腐蚀的产生主要受土壤成分、管道材质和输送对象三方面的影响。
1.1 土壤成分分析
土壤是由不同性质的固体、液体、气体三者混合而成的，由于其中存在着水分和各种盐类，导致土壤机油电解质溶液的特性，从而使得土壤机油一定的腐蚀性。由于各个地区的土壤结构都不相同，所以腐蚀性的强弱也存在着差异。影响土壤腐蚀性的因素有土壤电阻率、含水量和含盐量。土壤电阻率越低，对管道产生的腐蚀性就越大。含水量的变化，也会引起土壤腐蚀性强弱的变化。另外，土壤中盐分的含量、盐分类别、温度、微生物等也会对土壤的腐蚀性产生一定的影响。
1.2 输送对象的影响
在采用管道进行天然气的传输过程中，天然气中析出的饱和水、酸性物质含量以及输送压力三者之间互相的化学作用，会对输送管道产生一定的腐蚀作用。因为受压力、温度等因素影响，天然气成分具有一定的不稳定性，硫、氯、氢、氧各种物质间会产生一定的化学反应，从而生成具有腐蚀性的物质，破坏管道内壁结构，降低管道的使用寿命。
1.3 管道的材质
管道的材质也会影响到普光高硫气田集输管道的耐腐蚀性，材质的化学构造、制造工艺等都会影响到管道对酸性腐蚀物的抗性。
2 风险评估方案
采取有合理有效的风险评估方案，对普光高含硫气田集输管道运行过程中可能产生的腐蚀泄漏风险进行评估，对于预防腐蚀泄漏、降低人员财产安全有重要意义。在具体的风险评估过程中，可以先确定腐蚀的类型，具体可划分为管道内腐蚀、土壤外腐蚀和大气腐蚀三大类，并对各自的控制指标作出明确的规定。通过对其内部变化反应的具体分析，推测出可能产生的危害。腐蚀泄漏风险评估要针对不同地段的实际情况采取不同的措施，以保证影响因素的同一性和差异性，做到风险评估的规范性和准确性。
3 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
3.1 普光气田和法国LACQ 气田集输管道顶部腐蚀分析
法国拉克气田与普光气田相似，天然气中H2S含量为15%，CO2含量为10%；拉克气田集输系统与普光气田均采用湿气输送方式，输气管道材质都是抗硫碳钢，井口和集输管线上采取加注缓蚀剂和定期清管的防腐措施。法国拉克气田和普光气田发生的顶部腐蚀也具有相似性，均在投产后1-2年内发生顶部腐蚀，腐蚀深度均为1-3mm；通过顶部腐蚀控制技术，法国拉克气田的顶部腐蚀得到了有效控制，说明普光气田集输管道的顶部腐蚀也可通过顶部腐蚀控制技术得到有效控制。
3.2 普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性分析
普光气田的几个站场气液分离器上都发现元素硫堵塞问题，为了进一步确认内部腐蚀检测到的壁厚损失大于20%的部位可能来源于元素硫，项目组成员对普光气田集输管道内元素硫沉积的可能性进行了分析。通过对元素硫的物性，集输管道内的温度，压力及介质环境等综合分析，发现在普光气田集输管道内存在元素硫沉积的可能性。图1为2009年12月28日至2010年1月11日期间在P303 站场计量分离器及缓蚀剂加注橇块以后的腐蚀挂片（CC-1408）和电阻探针（ER-1408）上元素硫的沉积，这也进一步证实了元素硫已经在集输管道内发生了沉积。
5 腐蚀控制措施5.1 添加高效缓蚀剂
在目前的油气田生产设施防腐工作中，添加高效缓蚀剂是一种使用较为广泛的手段。它具有投入低、效果好、操作简单的特点。通过采用高效缓蚀剂，在管壁形成保护膜附著于管壁表层，可以起到一定的防腐效果。不过在缓蚀剂的选购方面，要根据管道的材质和实际的作业环境选择适用的品种，避免因缓蚀剂选择不当而引起防腐蚀效果下降，管道腐蚀加速的想象。5.2 加强管道内部腐蚀监测
采用先进的监测技术，在离管道距离阀室最近的一道焊缝表面安装探针电阻矩阵，对管道内壁厚度的变化进行测量。在监测点的设置方面，要将整个管道集输系统划分为多个区域，保证监测范围的多样性。在时间上，要做好合理的规划，保证监测结果的时效性。另外，对于使用时间较长的管道，要对其变形以及腐蚀缺陷进行全面的检查，评估能否继续使用以及继续使用的安全时限。5.3 积液控制
普光高含硫气体集输管道的运行过程中，管道内部会产生一定的粘稠物和液体沉积，这会影响到管道的抗腐蚀性。所以要定期对管道进行清理，对相关液体的成分要进行详细的分析，并做好相应的记录。这样可以有效的降低管道内部化学反应对管道的腐蚀危害，保证管道安全。
5.4 阴极保护
普光气田地形复杂、气井分散，集输采用枝状管网，干线管道同沟敷设，管路起伏曲折，穿跨越结构多，集气站、阀室间距短，这些都给阴极保护带来较大困难。采用强制电流、辅助阳极、区域保护与智能监测相结合的阴极保护方案，可以对管道起到良好的保护作用。
5.5 优化运行参数
由于温度、压力等因素也会影响到管道的腐蚀速率，所以在实际的生产传输过程中，可以尽量降低管道运作的温度和压力，从而减小管道内部环境的变化程度，起到减缓腐蚀的作用。
6 缓蚀剂在管道防腐中的应用
缓蚀剂能在管道内表面形成一层很薄的缓蚀剂分子膜，阻止天然气中的腐蚀介质与管道内壁的直接接触，由此减缓或阻止管道的腐蚀。
缓蚀剂的加注工艺包括预膜工艺和正常加注工艺。管道正常运行前首先采用预膜工艺在钢材表面预涂一层浸润保护膜，管道正常工作时液膜在气流的长期冲刷下，液膜厚度减薄，防腐效果变低，此时采用正常加注工艺对缓蚀剂液膜进行修复和补充。能否真正起到修复和补充的作用，取决于缓蚀剂液滴在管道内的运动和分布。
现场缓蚀剂加注工艺技术存在着以下问题：
（1）加注完全依靠实际的工程经验；
（2）管道内部缓蚀剂液膜分布情况以及随流动情况变化规律未知；
（3）无法充分发挥缓蚀剂的防腐效果，造成缓蚀剂的浪费。
因此，通过研究缓蚀剂预膜工艺以及正常加注情况下，天然气和缓蚀剂在管道内的分布规律，可以为管道腐蚀评价提供依据。
通过对管道腐蚀影响因素的分析，确定出科学的应对方案，可以对管道腐蚀起到良好的减缓作用，保证管道运作安全稳定的运行，以最好的状态投入到我国经济建设中去。
参考文献
[1] 刘德绪，王晓霖. 普光高含硫气田集输管道腐蚀风险评估与控制技术[J].油气田地面工程，2012（07）
[2] 朱恒.集输管道腐蚀原因及防护措施分析[J].装备制造技术，2012（11）
[3] 叶帆.凝析气田集输管道腐蚀原因分析[J].天然气与石油，2010（01）
[4] 刘明，王毅.高含硫气田管道集输管线腐蚀因素分析[J].管道技术与设备，2011（04）
作者简介
时冲锋，工程师，注册安全工程师，毕业于中国石油大学化学工程与工艺专业，现在中国石化中原油田普光分公司HSE监督管理部从事职业卫生管理工作。