高酸性气田缓蚀剂防腐技术教材课程

中国石油西南油气田分公司中国石油中国石油西南油气田分公司天然气研究院2008年11月酸性气田缓蚀剂防腐应用技术国内外主要的酸性气田简介Fairway气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术介绍对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识峰15井缓蚀剂现场应用情况对中古８井地面缓蚀剂加注的建议内容提纲一、国内外主要的酸性气田简介高含H2S气田高含CO2气田国内酸性气田具体的气田或集输系统1、法国拉克气田集输系统；2、加拿大高酸性气田集输系统1）Burnttimber湿酸气集输系统2）Shell加拿大公司湿酸性气集输系统3）Grizzlyvalley酸气集输系统4）EestcrossfieldD-1气田集输系统5）KaybobSouth气田地面集输系统3、美国高酸性气田集输系统1）Tioga集输系统

2）Fairway气田集输系统3）LaBarg气田集输系统4、俄罗斯奥伦堡气田集输系统5、中东阿布扎比国家石油公司Thamama气田集输系统1、得克萨斯州的海上气田2、东南路易斯安那州海上气田3、挪威Lille－Frigg海上气田集输管线4、泰国Bongkot气田海底管线1、天东5－1井2、川西北中坝气田集输管线3、蜀南气矿地面集输管线4、塔里木油田集输系统二、Fairway气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术介绍1、管线清洗：清洗管线中的轧制氧化皮。2、连续加注水溶性缓蚀剂不产水时缓蚀剂的加量为0.09～0.18L缓蚀剂/104m3/d天然气；产水时投运3月内水中缓蚀剂浓度应维持在750ppm，之后可维持在250ppm；对于采出水中Cl-含量很高（10％）的情况，缓蚀剂的浓度可维持在500～750ppm间。3、间歇加注油溶性缓蚀剂缓蚀剂溶解打牌柴油中，浓度为10～15％，缓蚀剂夹在两个清管球之间。对于输气管线来说，投运之初的几月内间歇加注周期为1次/周，以后可延长为1次/月。对于输水管线，控制在1次/季度。4、清管最初的清管周期为1次/周，3月后可调整为1次/月，后来根据情况还可降到1次/季度。二、Fairway气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术介绍5、腐蚀监测1）目视检测：检测缓蚀剂供应和加注系统。2）FSM方法：安装在天然气和输水管线的进口和出口处。3）测试短节：安装在缓蚀剂加注点的上游，长30英尺。4）挂片：位于天然气和输水管线的进口和出口处。5）Fe＋、Mn＋分析：结果不准确。6）缓蚀剂残余浓度分析：用来指导缓蚀剂加注量。7）智能清管管线运行之后几月内进行首次清管，然后在2年后再进行，之后的清管频率要根据前两次的清管结果以及其它腐蚀监测结果而定。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识缓蚀剂品种

就目前看来，地面集输系统所用缓蚀剂品种主要分为抗H2S缓蚀剂和抗CO2缓蚀剂。高含H2S气田和高含CO2气田所用缓蚀剂只是在成分上有所差异，应用工艺上没差别。高含H2S气田所用缓蚀剂主要为咪唑啉、胺类、吡啶、合成酸/多胺的缩合物以及脂肪酸与胺类之间的缩合物等。高含CO2气田所用缓蚀剂主要为咪唑啉、咪唑啉盐、长链季胺、季胺吡啶化合物、磷酸酯以及含硫和磷的化合物。在每个气田应用缓蚀剂前必须确定缓蚀剂品种，主要通过室内及现场试验结果来确定。预膜/间歇加注工艺缓蚀剂溶解性：由于预膜/间歇加注的目的是在管线内壁形成缓蚀剂膜，要求缓蚀剂的附着性较强，因此所用缓蚀剂一般为油溶性缓蚀剂；缓蚀剂加量：

1）按照缓蚀剂成膜厚度为3mils（1mil＝0.0254mm）来确定；

2）V=2.4DL

3）V=20×10-3×S×T

4）V=dDL/60C一般选择第一种来确定缓蚀剂的加量。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识预膜/间歇加注工艺缓蚀剂预膜/间歇加注工艺：

1）一般采用普通清管器来加注；

2）也有采用专用工艺（如PNS公司清管球、预膜球结合蛛头球的工艺）来加注预膜/间歇加注周期：一般在1周～1季度之间，主要根据生产状况以及缓蚀剂效果来确定，而且要根据缓蚀剂的效果调整加注周期。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识连续加注工艺缓蚀剂溶解性：连续加注缓蚀剂的目的是维护已经在管壁上形成的膜，要求缓蚀剂易于到达管壁，因此通常所用缓蚀剂一般为水溶性缓蚀剂；缓蚀剂加量：缓蚀剂加量一般按照（0.05～0.66L缓蚀剂/104m3/d天然气）来确定；而且要根据缓蚀剂的效果调整缓蚀剂的加量。注意：对于流速很低（例如小于1m/s）的管线，由于水很容易汇集到管线底部，应该在连续加注缓蚀剂的同时还要采用间歇加注的方式来完善缓蚀剂防腐效果三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识连续加注工艺缓蚀剂加注点：一般位于井口和集气站。井口加注缓蚀剂后可以保护从井口到分离器处的管线；集气站内加注缓蚀剂后可以保护从分离器到集气总站处的管线。缓蚀剂加注设备选型：缓蚀剂加注设备要根据管线压力和缓蚀剂用量来确定。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识腐蚀监测点的选择单井站：（1）如单井站内有分离器，则分别在分离器前后设置腐蚀监测点，其中分离器前的监测点监测井口到分离器处管线的腐蚀以及缓蚀剂应用效果；分离器后的监测点（清管器或缓蚀剂加注点前）监测出单井站采气管线始端的腐蚀。（2）如单井站内没有分离器，则站内的监测点主要设置在缓蚀剂加注点或清管器前，监测缓蚀剂加注前管线的腐蚀。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识腐蚀监测点的选择集气站：（1）采气管线缓蚀剂加注点的下游末端管线。设置在集气站内分离器前。（2）集气干线的始端，设置在站内缓蚀剂加注点或清管器之前。集气总站：集气管线缓蚀剂加注点的下游末端管线。设置在集气总站内分离器前。分离器排污管线：考察液相的腐蚀状况，代表了长距离采气管线上的低洼积液部位的腐蚀。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识腐蚀监测手段的选择主要有失重挂片、电化学探针、氢探针、测试短节、FSM、水分析、智能清管等。（1）应用较多的仍然是失重挂片和电化学探针，特别是ER探针和LPR探针。（2）对于以导电原理为基础的监测手段，导电性腐蚀产物对监测结果有一定的影响。（3）FSM和智能清管价格昂贵，但能反映管线的实际腐蚀状况，而且随着温度的变化FSM的结果有波动。（4）水分析（铁离子分析、缓蚀剂残余浓度分析）能很好的指导缓蚀剂应用工艺。三、对酸性气田缓蚀剂应用和腐蚀监测技术的认识

峰15井H2S为105.58g/m3，产水量为1.3m3/d左右。目前该井产量控制在16×104～20×104m3/d，峰15井～高峰站集气管道规格为φ168.3×11，管线长度为3.67Km，管材选用L245NB无缝钢管，设计压力为8.5MPa。峰15井站内建有清管发球装置和缓蚀剂、防冻剂加注装置各一套，对井下油管和站内管道和集气管道进行防腐、防冻。根据缓蚀剂防腐评价需要，分别在峰15井场和高峰站建设了两个旁通装置，装置上可安装ER、LPR和失重试片，流速在2.8～5.6m/s之间。四、峰15井缓蚀剂现场应用情况峰15井概况四、峰15井缓蚀剂现场应用情况四、峰15井缓蚀剂现场应用情况峰15井缓蚀剂加注缓蚀剂种类：ＣＴ２－１９缓蚀剂预膜工艺：清管器／泵注缓蚀剂加注：连续加注监测与检测：腐蚀挂片、电化学监测、化学分析方法四、峰15井缓蚀剂现场应用情况峰15井缓蚀剂评价和加注工艺试验装置

该装置能够对不同缓蚀剂加注工艺、不同类型的缓蚀剂应用效果和缓蚀剂的配伍性能进行现场试验，完善