石油管為什么因腐蝕而選用玻璃鋼管

腐蝕破壞引起突發(fā)的惡性事故往往會(huì)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會(huì)后果。世界各國(guó)每年僅管道腐蝕就造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，美國(guó)約20億美元，英國(guó)約為17億美元，德國(guó)和日本約為33億美元。作為油氣勘探開(kāi)發(fā)的油井管(油管、套管、鉆桿等)和油氣水輸送的管線管(長(zhǎng)距離油氣輸送管、出油管、油田油氣水集輸管、注水注汽、注二氧化碳、注聚合物管等),其失效主要表現(xiàn)為腐蝕失效，主要的腐蝕介質(zhì)有硫酸鹽還原茵(SRB)等，腐蝕破壞導(dǎo)致的損失巨大。例如1977年完工的美國(guó)阿拉斯加一條長(zhǎng)約l287km、管徑1219.2mm的原油輸送菅道，一半埋地一半外露，每天輸送原油約200 x lO4bbl,造價(jià)80億美元。由于對(duì)腐蝕研究不充分和施工時(shí)采取的防腐蝕措施不善，12年后發(fā)生腐蝕穿孔達(dá)826處之多，僅修復(fù)費(fèi)用一項(xiàng)就耗資15億美元。由于不可預(yù)見(jiàn)的管道外部腐蝕，維護(hù)與修理費(fèi)用已有所增加，美國(guó)用于研究、試驗(yàn)、服務(wù)、監(jiān)測(cè)、修理、維護(hù)及新項(xiàng)目建設(shè)方面的年度腐蝕總費(fèi)用預(yù)計(jì)超過(guò)100億美元。其中，石油天然氣工業(yè)腐蝕費(fèi)用預(yù)計(jì)占其維護(hù)、修理及新項(xiàng)目建設(shè)費(fèi)用的40%。

    目前中國(guó)部分油田進(jìn)人高含水期開(kāi)采，有的新油管下井一年后即發(fā)生穿孔，三年就得全部更換。據(jù)初步分析，注水井套管的腐蝕速率約為每年0.5～0.6mm,維持費(fèi)逐年增大，油管、抽油桿、泵等設(shè)備的更換，每年約為2.5億元。注水井套管壽命一般在6年左右，油井套管使用壽命一般在8年左右。四川酸性氣田特別是磨溪?dú)馓�，天然氣中含�?/span>H₂S、CO₂、CI、硫酸鹽還原菌(SRB)的地層水，對(duì)油、套管，集輸管線腐蝕十分嚴(yán)重，特別是井下油管，最短在2年左右發(fā)生腐蝕斷裂，造成內(nèi)部堵塞，壓力下降，產(chǎn)量下降。勝利油田已進(jìn)入特高含水開(kāi)發(fā)期，采出污水含有溶解氧、硫酸鹽還原菌、CO₂、H₂S、CI-,對(duì)鋼管管材腐蝕相當(dāng)嚴(yán)重，平均腐蝕速度為1一7mm/a,應(yīng)力作用下的點(diǎn)蝕速度為l4mm/a。勝利油田現(xiàn)有地面管線20000km，其中原油集輸、污水、注水管線占85%。鋼管年更換率為2.5%,至少更換400km，損失達(dá)6000萬(wàn)元。中原油田因水質(zhì)偏酸性且極不穩(wěn)定引發(fā)腐蝕造成的直接經(jīng)濟(jì)損失每年約7000萬(wàn)元，問(wèn)接經(jīng)濟(jì)損失約2億元。大慶油田現(xiàn)有地面管線約40000km，平均壽命9年，年更換率12.9%。油管柱約50000km．平均壽命3年．中國(guó)石油所屬油田管道腐蝕、老化嚴(yán)重、穿孔、漏油事故頻繁發(fā)生。到1998年底，已建集輸原油管線約70445km.其中超年限使用的約占12. 7%，已發(fā)生腐蝕的約占20. 5806，至2003年還將增加超年限管道1048km。

    據(jù)美國(guó)國(guó)家運(yùn)輸安全局對(duì)1969～1978年發(fā)生的管道事故報(bào)告的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，管道失效原因中腐蝕占43.6%。在中國(guó)，管道因腐蝕造成失效也占有相當(dāng)高的比例，據(jù)一油氣田的統(tǒng)計(jì)，

1970—1980年間輸氣干線共發(fā)生100起較重大的管道失效事故，腐蝕失效占22.5%。1971年5月，我國(guó)某油田天然氣管網(wǎng)因脫硫凈化氣中的CO₂殘留的H₂S的腐蝕破壞引起爆炸和燃燒，直接經(jīng)濟(jì)損失7000萬(wàn)元，傷亡24人：此后的15年間共發(fā)生爆炸燃燒事故83次。 1975年，北海挪威艾柯基斯克油田阿爾法平臺(tái)API X52高溫立管，由于原油中含有l.5%—3%CO₂及6%—8% C1-，同時(shí)由于飛濺區(qū)的腐蝕投產(chǎn)僅兩個(gè)月，被腐蝕得薄如紙張，導(dǎo)致了嚴(yán)重的爆炸、燃燒和人身傷亡事故。1988年英國(guó)帕爾波·阿爾法平臺(tái)油管因CO₂腐蝕疲勞造成斷裂引發(fā)突然爆炸燃燒，死亡166人，使英國(guó)北海油田原油減少12%。長(zhǎng)慶氣田天然氣中CO濃度在0--5.59%之間，平均為3.02%，H₂S濃度在O—0. 319%之間，平均為0.026%，Cl濃度最大146735mg/m3。華北油田鎦58井中的C0₂將油管腐蝕穿孔，使用18個(gè)月就報(bào)廢了，新疆塔里木油田的C0₂濃度也達(dá)到百分之幾。上述兩油田C0₂濃度與艾柯基斯克油田相近。渤海海上油田渤中13 - 11井的套管內(nèi)側(cè)，在水蒸氣冷凝形成水膜并有CO₂存在時(shí)，發(fā)生了嚴(yán)重破裂。南海鶯歌海牙13 -1天然氣井C0₂濃度高達(dá)22%，還有注CO₂采油技術(shù)的采用，高CO含量的油、氣開(kāi)發(fā)將遇到極為嚴(yán)重的腐蝕破壞。塔里木輪南地區(qū)的油管腐蝕已成為問(wèn)題。輪南地區(qū)油氣中含有CO₂，對(duì)油、套管的腐蝕經(jīng)歷了三個(gè)階段。第一階段為無(wú)腐蝕階段，即油氣自噴，含水量極少. CO₂未造成腐蝕；第二階段為全面腐蝕階段，即機(jī)抽階段，隨著含水量上升，CO₂的腐蝕成為問(wèn)題，溫度對(duì)CO₂的腐蝕很敏感，在60 -90℃CO₂的腐蝕最為嚴(yán)重；第三階段為垢下腐蝕穿孔及阻塞階段，隨著注水開(kāi)發(fā)的進(jìn)行，含水量繼續(xù)上升，垢下腐蝕穿孔成為最嚴(yán)重的問(wèn)題。目前，輪南地區(qū)正處于第三階段，例如輪南某井，含水率40%左右，油管下井2年，在1800～2100rn井段（溫度約90'C），CO₂腐蝕造成油管穿孔報(bào)廢。

    上述這些腐蝕惡性事故，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)垂的社會(huì)后果，為了減少腐蝕造成的損失，首先應(yīng)正確選用管材，在采油、采氣、集輸、注水等工程中適用的場(chǎng)合使用玻璃鋼管等非金屬管材是一種正確的選擇。