FSM系统在塔中油田应用效果评价.docVIP

FSM系统在塔中油田应用效果评价摘 要：掌握管线的实际腐蚀情况，对安全生产至关重要。通过常规的腐蚀挂片和腐蚀探针，监测与母材材质相同挂片的腐蚀情况；通过全周相腐蚀监测系统，直接监测母材的腐蚀情况。利用FSM特有的功能，对管线的腐蚀情况进行分析，验证采取的防护措施。在常规监测与全周相腐蚀监测对比的基础上，评价后者的应用效果。 关键词：全周向腐蚀监测系统；酸气腐蚀；应用效果；评价 中图分类号：TE144 文献标识码：A 1 试验管段情况简述 为了查看酸性气体对管线的腐蚀情况，塔中油田某试验区在新建的塔中82区块集输干线进厂部分安装了腐蚀挂片、腐蚀探针和全周向腐蚀监测系统，集输管线源头采用单井轮换加注缓蚀剂的方式保护管线。目前，管输的气质较为稳定，不含地层水，产油量30t·d-1，硫化氢含量8681ppm。 2 挂片失重法的腐蚀数据分析 该方法是将一块已称重的与被检测设备材质相同的样品放入系统中，经过一段时间后，取出样品，清洗掉所有的腐蚀物并重新称重。根据质量损失可以计算出平均腐蚀速度。 在试验管线上，周期性取得的腐蚀数据对比见图1： 利用挂片算出的年平均腐蚀速度为0.0109mm·a-1，从图1可以看出，在2010年12月、2011年6月、2011年10月管线的腐蚀情况高于平均值。按照分类，该试验管段腐蚀速度小于0.025 mm·a-1，属轻度腐蚀，清洗前（见图2）试片表面有明显的腐蚀产物，清洗后（见图3）试片表面蚀坑较浅，存在局部腐蚀。 3 电阻探针的腐蚀速度分析 该方法是通过测量浸入产品介质中的金属材料与密封在探针内部的参考材质间的电阻改变来检测腐蚀的。 自2010年底投用以来，因探针的腐蚀数据和使用寿命未达到更换要求，该探针一直使用至今。试验管段的电阻探针数据绘制的图形见图4和图5（由于数据量较大，分别绘制在两张图上）。 两张图加权平均后，得到的腐蚀速度为0.4251mpy（0.0108 mm·a-1）。 4 全周向腐蚀监测的腐蚀数据分析 通过测试已通直流电流的物体的电势分布状态，可以断定物体的几何特征。全周向腐蚀监测应用管壁腐蚀测试时，通过监测电流在金属结构上流动方向的细微变化来检测由于腐蚀引起的金属损失，脆裂和凹坑，计算出该管段管壁厚度的指纹系数，从而得到管壁腐蚀速率和累计腐蚀量。 塔中82区块全周向腐蚀监测安装了128个探针，采集的数据绘制成三维图见图6所示。其中隆起的部位为腐蚀区域。 4.1 探针区域最大点蚀深度 金属管道的腐蚀形式分为均匀腐蚀和局部腐蚀两种，多以局部腐蚀为主，局部腐蚀导致的金属损失量较小，其危害性却最大，腐蚀事故中80%以上是由局部腐蚀造成的，且往往导致突然的腐蚀事故。全周向腐蚀监测能通过三维曲线图及探针矩阵布置图准确的定位局部腐蚀的具体位置，即对应的探针对。然后根据相应的探针对的金属损失时间图得到其腐蚀速率。 从图6可以看出最底部腐蚀最严重（图中隆起部分），最大点蚀深度为0.23mm，从点蚀数据来看最大腐蚀量不足管径的3%，暂无安全隐患。 4.2 探针区域平均腐蚀速度 平均腐蚀速率是反映管道输送介质腐蚀性的重要参考指标。全周向腐蚀监测得到的是管道探针区域本身的金属损失。图7为累计金属损失时间图，从图7中可以看出探针区域累计金属损失量为0.06mm，平均腐蚀速率为0.04 mm·a-1。 4.3 探针区域的裂纹分析 裂纹或焊缝腐蚀是严重影响管道安全的重大隐患。通过三维曲线图，FSM监测技术能清楚的看到该区域是否存在裂纹或焊缝腐蚀。从整体上来讲，塔中82区块探针区域在顺气流方向焊缝以下腐蚀较为严重，存在三道比较明显的环状沟槽腐蚀坑。其中最严重的一条沟槽腐蚀坑位于焊缝顺气流以下120-150mm处，该腐蚀坑的平均累计金属损失见图8所示，从图8中可以看出该沟槽腐蚀坑平均累计金属损失为0.2mm，损失量为管道待测区域平均金属累计损失的3倍；其次是位于焊缝顺气流以下60-90mm处的环状沟槽腐蚀，腐蚀坑平均累计金属损失为0.15mm。最后一条沟槽腐蚀坑位于焊缝顺气流以下30mm处，该沟槽腐蚀坑平均累计金属损失为0.1mm。从图8显示的历史趋势中可以看出，在2011年5月与2011年11月，金属损失量都有明显的提升。 5 关于腐蚀情况异常的追溯 腐蚀情况波动，必然是生产工况发生了变化。根据试验管段的生产情况，2011年5月该管线进入一口高含硫气井，硫化氢含量47500ppm，产油量50t·d-1，产水量20t·d-1，短暂开井后关闭；2011年11月，因缓蚀剂撬故障而暂停缓蚀剂的注入。 6 结论与建议 6.1 高浓度的酸性气体对管线有较大的腐蚀，而缓蚀剂对管