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摘要：南中西二區(qū)注聚期進(jìn)入4-5年時(shí)金屬管道穿孔率大幅度上升，嚴(yán)重影響了聚合物溶液的精準(zhǔn)注入，也給工人的日常工作和管理帶來了很大的麻煩。本文從注聚管道的特殊性出發(fā)，從穿孔的特點(diǎn)入手，找到穿孔的穿孔規(guī)律。并分析管道的穿孔的主要原因式因?yàn)榉栏繉邮Ш缶酆衔锶芤褐苯优c管壁的金屬接觸并為微生物繁殖提供了良好的條件，導(dǎo)致介質(zhì)內(nèi)細(xì)菌在管壁迅速繁殖，形成共生體系。其次對現(xiàn)行的腐蝕修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行總結(jié)歸納并找出優(yōu)點(diǎn)和缺陷，結(jié)合點(diǎn)腐蝕產(chǎn)生的腐蝕坑與電焊修補(bǔ)的弊端找出一點(diǎn)附近多次穿孔的原因，并對2018年進(jìn)行的穿內(nèi)襯修補(bǔ)方法進(jìn)行總結(jié)。對比現(xiàn)行的幾個(gè)管道修復(fù)的技術(shù)并總結(jié)優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，給出相關(guān)建議。

關(guān)鍵詞：管道；腐蝕；修補(bǔ)；內(nèi)襯

1南中西二區(qū)注聚管道現(xiàn)狀

喇嘛甸油田南中西二區(qū)投產(chǎn)于2015年5月，有注入井201口，單井管道總長度197.28km，均為無縫鋼管（內(nèi)防腐層為熔結(jié)型環(huán)氧粉末，外防腐層為2PE）。隨著聚合物驅(qū)油應(yīng)用時(shí)間的推移，南中西二區(qū)大部分地下管線已經(jīng)埋地使用了5年以上。管線面臨著穿孔井?dāng)?shù)逐年增加，影響的注入量已經(jīng)成為區(qū)塊影響注入量的最主要的因素之一。自投產(chǎn)以來，區(qū)塊穿孔井?dāng)?shù)已達(dá)151口，占區(qū)塊總井?dāng)?shù)的75.1%。從穿孔統(tǒng)計(jì)情況看，投產(chǎn)以來該區(qū)塊累計(jì)穿孔1115井次，穿孔數(shù)量自2018年下半年起逐漸增長，從2019年3月份起快速增長，2019年3季度穿孔數(shù)量已經(jīng)達(dá)到343井次；南中西二區(qū)注聚期進(jìn)入4-5年即2018年下半年以來穿孔率大幅度上升，每月新出現(xiàn)的穿孔井?dāng)?shù)量在6-12口之間。另外因?yàn)榇┛子绊懙淖⑷霑r(shí)率也急劇上升，嚴(yán)重影響了聚合物溶液的精準(zhǔn)注入，也給工人的日常工作和管理帶來了很大的麻煩。隨著穿孔井?dāng)?shù)增加，尋找和修復(fù)管線的穿孔點(diǎn)成為了現(xiàn)在站內(nèi)員工的日常主要工作，并且工作量還在逐漸增大，所以能有效的修復(fù)和預(yù)防管道穿孔成了地面工作面臨的一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。

2注聚管道的腐蝕特點(diǎn)及原因

通過對穿孔管道的取樣分析，該區(qū)塊管道穿孔特點(diǎn)與我廠其他注聚區(qū)塊穿孔特點(diǎn)相似。在穿孔位置上，沿全井均有分布；穿孔形態(tài)上，均為內(nèi)腐蝕，且取樣剖切后內(nèi)涂層出現(xiàn)嚴(yán)重破損失效情況。穿孔時(shí)間上，在進(jìn)入注聚的第4-5年時(shí)，可見第一次穿孔后的井會連續(xù)穿孔，而且成爆發(fā)式增長。如下圖1選取了南中西二區(qū)5口在同期第一次發(fā)生穿孔且穿孔總數(shù)在15次以上的井的穿孔曲線圖。具體表現(xiàn)為管道切面顯示腐蝕點(diǎn)防腐層脫落嚴(yán)重。穿孔部位防腐涂層存在較多氣泡或針孔，通過對針孔部位涂層進(jìn)行刮削，發(fā)現(xiàn)氣泡部位涂層下金屬銹蝕嚴(yán)重，而涂層完好的下層金屬完好無損。所以防腐涂層失效是引起管道穿孔的最根本原因。目前聚驅(qū)管道采用的管道多為20#金屬管道，外防腐方式多為2PE，內(nèi)防腐方式多為環(huán)氧粉末。所以防腐涂層失效后，因?yàn)樽⑷牖瘜W(xué)溶液的特殊性，使得含聚污水中含有的硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細(xì)菌均大部分超標(biāo)，失效后聚合物溶液直接與管壁的金屬接觸并為微生物繁殖提供了良好的條件，導(dǎo)致介質(zhì)內(nèi)細(xì)菌在管壁迅速繁殖，形成共生體系，在聚合物供給營養(yǎng)下快速繁殖，形成菌瘤，加速了電化學(xué)腐蝕。在生產(chǎn)中表現(xiàn)為當(dāng)投產(chǎn)前期時(shí)穿孔數(shù)量很少，在投聚4-5年進(jìn)入管線穿孔的高發(fā)期。所以修補(bǔ)注聚管道就是要從根本上解決管道腐蝕的問題即從防腐工作入手。

3注聚管道修補(bǔ)技術(shù)現(xiàn)狀

3.1注聚管道現(xiàn)行修補(bǔ)技術(shù)

現(xiàn)行的管道修補(bǔ)技術(shù)以焊接類維修、夾具類維修、局部更換等。目前電焊補(bǔ)漏是最為成熟的修復(fù)方法，但這種方法未解決防腐涂層的根本問題，而且由于這種方法主要采用的是現(xiàn)場焊接，因而會帶來一系列問題，例如，工人焊接水平參差不平，從管道內(nèi)部來看，電焊會有很大的影響管道的平滑度而會使管道周圍的部分連續(xù)穿孔（如圖2）；電焊修補(bǔ)屬于明火操作，會帶來嚴(yán)重的安全隱患，如遇有地下天然氣的混入，很容易造成爆炸事故；電焊維修費(fèi)用高且操作時(shí)需要泄壓，再冬季生產(chǎn)時(shí)容易產(chǎn)生凍井等生產(chǎn)事故也會造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。使用夾具類的技術(shù)適用于輕微的泄露，雖然該技術(shù)花費(fèi)較低，且不用排空管道，不動用明火修不起來簡單方便。但注入管道屬于高壓管道，所以該技術(shù)運(yùn)用的較少。局部更換技術(shù)經(jīng)常適用于不易修復(fù)的管線，費(fèi)用較大，且更換時(shí)需要大面積挖開管線，更換完畢后需要取出舊管線。

3.2增加管線內(nèi)襯技術(shù)

2018年11月南中西二區(qū)3口穿孔頻繁的井進(jìn)行了增加管線內(nèi)襯的工作，3口井的共同特點(diǎn)為在穿內(nèi)襯前1-2個(gè)月內(nèi)連續(xù)穿孔2-4次。使用的內(nèi)襯的材質(zhì)為高密度聚乙烯，該技術(shù)是將高密度的聚乙烯管插入需要修復(fù)的就管道內(nèi)，管道就位后利用加熱加壓的辦法使管道膨脹到原來的大小和性狀，利用原舊管道的剛性和強(qiáng)度為承力結(jié)構(gòu)以及內(nèi)襯管的耐腐蝕性、耐磨損、耐滲透的特點(diǎn)形成管中管。這種非開挖修復(fù)動用的人力物力較少。3口井中每口井的平均施工時(shí)間約在7天。該技術(shù)最大的特點(diǎn)是隔離了介質(zhì)與金屬管道，使腐蝕從根本上杜絕。目前3口井運(yùn)行至今情況良好，且不僅在有內(nèi)襯的地方穿孔數(shù)降為0，在井口及站內(nèi)的兩端處無內(nèi)襯的部分也未發(fā)現(xiàn)穿孔的現(xiàn)象?？梢娫诠芫€穿孔爆發(fā)的初期增加內(nèi)襯可以有效地抑制管線穿孔的趨勢，有效地減輕了站內(nèi)員工的部分勞動強(qiáng)度，能解決管道穿孔的根本原因。

3.3內(nèi)襯技術(shù)與常規(guī)管道修復(fù)技術(shù)比較

首先從整體上將現(xiàn)行的管道技術(shù)進(jìn)行比較，如下表1，根據(jù)前面分析，解決管線穿孔的根本問題還是防腐涂層的失效，目前電焊補(bǔ)漏技術(shù)最大的弊端就是無法有效的改善防腐涂層的問題，所以會造成穿孔點(diǎn)附近反復(fù)穿孔，使修復(fù)處反復(fù)挖開土地尋找漏點(diǎn)，這種方法費(fèi)時(shí)費(fèi)力，工作效率低。且這種方法治標(biāo)不治本，只是補(bǔ)上了漏點(diǎn)，而管壁已經(jīng)變薄且無腐蝕層很快會使周圍也發(fā)生穿孔現(xiàn)象。而在南中西二區(qū)電焊類修補(bǔ)由于方便操作，費(fèi)用較低仍占現(xiàn)在的修補(bǔ)技術(shù)的大部分。局部更換技術(shù)雖然可以短期緩解穿孔現(xiàn)象但是費(fèi)用較大，并且影響管道的連續(xù)性。增加管線內(nèi)襯技術(shù)雖然可以從根本上解決問題，但是對管道內(nèi)部的平整度要求很高，在2018年時(shí)原打算對于南中東的一類油層后續(xù)水驅(qū)的井進(jìn)行穿管工作，但是由于管線管齡大概都在20年以上，內(nèi)部腐蝕嚴(yán)重凹凸不平，管道內(nèi)部雜質(zhì)過多使得內(nèi)襯無法穿插。從成本和施工時(shí)間進(jìn)行具體分析，把增加管線內(nèi)襯技術(shù)與最常用的電焊類修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)的比較。從成本上來看，以規(guī)格為φ60×5的管道為例，管道內(nèi)襯的成本為8萬元/公里，2018年3口井的穿內(nèi)襯單井費(fèi)用約為5.12萬元。2018年10月至2019年9月南中西二區(qū)單井穿孔頻次為8.5次/年，如若都進(jìn)行電焊補(bǔ)漏修補(bǔ)，每年單井修補(bǔ)成本為3500元×8.5≈3萬元，其中還不包括工人的尋找穿孔的勞動成本。從施工時(shí)間上來看，穿內(nèi)襯的施工時(shí)間為約為168小時(shí)/井，而從近一年穿孔進(jìn)行電焊補(bǔ)漏單井單次關(guān)井時(shí)間為35.8小時(shí)/井，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了穿內(nèi)襯所影響的生產(chǎn)時(shí)間。由此可見，從相對長期進(jìn)行電焊修補(bǔ)的影響的生產(chǎn)時(shí)間和費(fèi)用來看，增加內(nèi)襯技術(shù)費(fèi)用低廉、效率較高、大大減輕了工人的勞動強(qiáng)度。但增加管線內(nèi)襯技術(shù)對于管線的平整度要求很大，在治理穿孔時(shí)可將增加內(nèi)襯管線技術(shù)作為重點(diǎn)的方法，如上面的分析所述，管線在進(jìn)入第4-5年第一次穿孔后穿孔數(shù)量會爆發(fā)式增長，即穿孔剛剛出現(xiàn)時(shí)盡早的在管道內(nèi)部穿入內(nèi)襯管以防止管線穿孔的爆發(fā)。

4幾點(diǎn)認(rèn)識

（1）注聚管線因?yàn)槠浣橘|(zhì)的特殊性，注入的高壓特點(diǎn)，使管道更容易發(fā)生腐蝕。（2）注聚管線穿孔最根本原因是防腐涂層失效而引起的微生物大量繁殖。防腐層失效的年限大約為投產(chǎn)后的4-5年，在第4-5年第一次穿孔出現(xiàn)時(shí)，穿孔會爆發(fā)式增長。（3）目前的電焊補(bǔ)漏修復(fù)技術(shù)在管道的平整性上有很大的弊端，會加快部分管道的腐蝕速度。（4）南中西二區(qū)在注聚管道內(nèi)加入內(nèi)襯的方法效果顯著，能夠從根本上使管道內(nèi)聚合物溶液與金屬管道隔離，加入內(nèi)襯的最好的時(shí)機(jī)是在第4-5年第一次穿孔出現(xiàn)時(shí)，在穿孔會爆發(fā)式增長之前。

參考文獻(xiàn)

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作者：顧欣 單位：大慶油田第六采油廠試驗(yàn)大隊(duì)