海上油田原油处理系统腐蚀结垢的预测与评价

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1、第３０卷第１１期腐蚀与防护Ｖｏｌ．３０Ｎｏ．１１２００９年１１月ＣＯＲＲＯＳＩＯＮ＆ＰＲＯＴＥＣＴＩＯＮＮｏｖｅｍｂｅｒ２００９海上油田原油处理系统腐蚀结垢的预测与评价张绍广（中海石油（中国）有限公司天津分公司渤南作业区，天津３００４５２）摘要：通过美国ＯＬＩ公司的ＣｏｒｒｏｓｉｏｎＡｎａｌｙｚｅｒ软件及挂片法对ＢＺ２８１油气田原油处理系统Ｖ２００容器中的腐蚀进行了预测和评价，预测结果与评价结果趋势基本吻合，但数值有一定差别。使用ＯＬＩ公司的ＳｃａｌｅＣｈｅｍ软件和鼓泡法对结垢情况进行了预测并对防垢剂的防垢效果进行了评价，确定了

2、结垢的类型和原因，提出了防止结垢的建议。关键词：渤海油田；防垢；水质分析；垢下腐蚀中图分类号：ＴＧ１７４．４１文献标识码：Ａ文章编号：１００５７４８Ｘ（２００９）１１０８１８０４犘狉犲犱犻犮狋犻狅狀犪狀犱犈狏犪犾狌犪狋犻狅狀狅犳犆狅狉狉狅狊犻狅狀犛犮犪犾犻狀犵犻狀犗犳犳狊犺狅狉犲犗犻犾犉犻犲犾犱犘狉狅犱狌犮狋犻狅狀犛狔狊狋犲犿ＺＨＡＮＧＳｈａｏｇｕａｎｇ（ＢｏｎａｎＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＵｎｉｔ，ＣＮＯＯＣＬｔｄ．，Ｃｏ．，ＴｉａｎｊｉｎＢｒａｎｃｈ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００４５２，Ｃｈｉｎａ）犓犲狔狑狅狉犱狊：Ｂｏｈａｉｏｉｌｆ

3、ｉｅｌｄ；ａｎｔｉｓｃａｌｉｎｇ；ｗａｔｅｒｑｕａｌｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ；ｕｎｄｅｒｄｅｐｏｓｉｔｃｏｒｒｏｓｉｏｎ海上油田在原油生产过程中，由于压力、温度等还受热力学、动力学、流体动力学等各因素的影响。条件的变化以及水的热力学不稳定性和化学不相容１油田结垢情况性，往往造成注水地层、油套管、井下等出现结垢，在地面集输系统中，输油管线及注水管线弯头、闸门的ＢＺ２８１油气田南北平台的产液经海底管线汇［１］集到浮式储油轮“友谊号”的一级分离器Ｖ１０２进滞流区也容易出现结垢。容器结垢会造成内部附件更换频繁和系统的清洗作业频繁，严重影

4、响到油行气、液两相分离；ＢＺ２６２油田生产的流体经海底田的正常生产秩序。管道和设备表面结垢，会造成管线到“友谊号”的Ｖ１０１进行气、液两相分离；两垢下腐蚀，甚至穿孔。当压力增加时，被垢物堵塞和个分离器分离出的液相混合后经换热器进入二级分腐蚀的管道可能爆裂，造成不良后果［２］。离器Ｖ１０３，部分生产水去污水处理系统；其余含水油田生产容器中结垢大体上可分为两种情原油则再经加热器进入生产分离器Ｖ２００，分离出况［３］：一是地层水中含有高浓度易结垢盐离子，在采的原油进工艺舱进一步处理，分离的水去污水舱进油过程中，因压力、温度或水成分

5、变化改变了原先的行处理。化学平衡而产生垢，主要以碳酸钙垢为主，另外还混２００７年２月现场发现生产分离器Ｖ２００水相有碳酸镁、硫酸钙镁等，我国陆上油田结垢大都由此出口ＤＮ１０ｍｍ管线排水不畅（详见流程图图１）。引起；二是两种或两种以上不相容的水混合在一起，在相同条件下，只能通过打开ＤＮ１０ｍｍ旁通管线结垢离子相互作用而生成垢。例如清污混注污水中才能将污水排入污水舱。在２００７年３月对该段管含有大量的Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｆｅ２＋、ＳＯ２－，清、污水混合线进行检修时，发现管线已经被堵塞，生产污水不能４后，清水中的ＨＣＯ－加速了ＣａＣＯ的

6、沉淀；温度升排入污水舱。在２００５年５月曾对Ｖ２００水相管线３３高、压力下降可以促使ＨＣＯ－分解，加速成垢。进行过除垢解堵作业（除垢前阀门４结垢情况见图３对于垢的形成过程，溶液过饱和状态、结晶的溶１、图２），ＬＶ０１０３至污水舱的管线段进行了解堵作解、与表面的接触时间等是关键因素。其中过饱和业，对阀门３至Ｖ２００段注入了定量的酸液除垢。度是结垢的首要条件，过饱和度除与溶解度相关外，２００７年１０月经平台操作人员确认，目前阀门３至Ｖ２００段发生严重堵塞。收稿日期：２００８１１３１；修订日期：２００９０２１６在油田的生产

7、系统中经常发现由于结垢导致管联系人：张绍广，工程师，ｚｓｇ．１２３＠１６３．ｃｏｍ道排放不畅、阀门开关不严，严重时甚至堵塞管道和·８１８·张绍广：海上油田原油处理系统腐蚀结垢的预测与评价还含有少量Ａｌ、Ｍｇ、Ｔｉ。对垢样中的白色无机物结晶部分运用Ｘ射线仪进行分析，结果表明，此样品中约含８０％ＦｅＣＯ３，１４％（ＣＨ２）犡，６％ＦｅＯ（ＯＨ）。经电子能谱仪（日立Ｘ６５０）分析，此白色样品中的主要元素为Ｆｅ，还含有少量Ｓ、Ｃａ、Ｓｉ、Ｍｎ、Ｎａ、Ａｌ。２．３腐蚀预测图１水相分离器Ｖ２００出口流程采用美国ＯＬＩ公司开发的Ｃｏｒｒｏｓｉ

8、ｏｎＡｎａｌｙｚｅｒ分析软件进行腐蚀预测。该软件通过输入水质分析数据、温度、压力、流速、气体等参数，能够对金属在各种条件下的化学及电化学的腐蚀进行模拟、分析、计算和预测，为制定防腐措施及监测方案提供参考。Ｖ２００预测条件为：温度７０