大庆油田土壤腐蚀性研究.pdf

第34卷第8期(2015.08)〈试验研究〉
大庆油田土壤腐蚀性研究
刘晚东大庆油田工程有限公司
摘要:通过在大庆油田已开发区块开展碳钢自然埋藏试验和普查点的土壤电阻率测试,取
得了覆盖全油田已开发区块的土壤腐蚀数据,依据相关标准,对油田各区块的土壞腐蚀性进行
了分级评价。参照土壤腐蚀性分级结果,建议在土壤腐蚀較高(分级结果为“Ⅳ”或“V”
级)的黏土中,分别采用“加强级”或“特加强级”防腐;而在土壤腐蚀相对较弱的壤土或砂
土中,分级结果为“Ⅱ”级的采用“普通级”防腐,分级结果为“Ⅲ”或“IV”级的采用“加
强级”防腐。
关键词:土壤腐蚀性测试;腐蚀评价;土壤腐蚀性分级;土壤电阻率
doi:10.3969/j.iss.1006-6896.2015.8.009
1994-1996年,大庆油田开展了一次大规模在小于100?m、10~2002?m范围内占882%;
的土壤腐蚀普査,在典型试验区域的基础上,建立而砂土土壤电阻率值有81.5%在20~50?m
了大庆油田土壤腐蚀性研究的测试标准和方法,完50~1009?m之间。
成了油田主要区块的土壤腐蚀性调査和测试,取得
229个碳钢自然埋藏试验点的碳钢腐蚀速率及
了油田土壤腐蚀性分级图。从1996年土壤腐蚀性孔蚀速度统计结果表明,腐蚀速率>7.0g/(dm2:a)
调査至今已超过10年,由于油田开发面积的扩大的点有13个,多集中在二厂、四厂、五厂、八厂
及土壤腐蚀环境的变化,有必要在全油田范围内开及犖源的黏土中,其中位于五厂太北及杏树岗有5
展更详细的土壤腐蚀性调査研究工作。
个试验点,有4个试验点腐蚀速率>8.0g(dm2·a),最
1腐蚀调查与试验
大达到了9.65g/(dm2?a),且其对应的孔蚀速度
调査和测试范包括喇萨杏油田、太北油田、也较大,均在060mma以上,最大达到了0.1mm/a;腐
高台子油田、葡萄花油田、宋芳电油田、敖南油蚀速率在5.0~7.0g(dm2'a)有47个试验点,多
田、阿拉新气田、朝阳沟油田等26个油田区块。
集中在各厂的黏土中,其对应的孔蚀速度也较大,
測试内容如下:
多数分布在0.60~0.90mm/a之间;腐蚀速率在
(1)土壤腐蚀性普査。在26个油田区块,按10~3.0g!(dm2a)、3.0~5.0g/(dm2·a)之间的点
1/km3的密度布置加密测试点,测试土壤电阻率、土多分布在各厂的砂土及壤土中,其对应的孔蚀速度
壤类型、地表植被、坐标、高程等。
多在0.10~0.30mma、0.30~0.60mm/a之间,其
(2)碳钢自然埋藏试验。在26个油田区块,中腐蚀速率<2.0g(dm2?a)的点多集中在各厂含
布置229个碳钢自然埋藏试验点,测试碳钢腐蚀速水率较低的砂土中,其最小值为1.03g(dim2?a),对应的
率及孔蚀速度,共计投放Q235试件1832件,试验孔蚀速度为0.05mm/a(最小值)。
周期为0.5年和1年。
(3)士壤类型调査。结合大庆地区土壤实际情
土壤腐蚀性评价和分级
况,参考土壤质地、地表植被及地势条件等因素,
利用普查点调査测试取得的土壤电阻率及碳钢
对大庆油田地区土壤类型进行了实地考察。
自然埋藏试验取得的碳钢腐蚀数据,按照表1、表
2调查及测试结果
2中的评价方法,分别按土壤电阻率、碳钢平均腐
蚀率及孔蚀速度,对土壤腐蚀性进行了单项评价。
大庆油田地区土壤类型主要有3种:壤土、黏
(1)根据土壤电阻率测试结果评价土壤腐蚀
土、砂土
表1按士壤电阻率评价土壤腐蚀性
普査点电阻率测试统计结果表明,壤士土壤电に严量重。中较轻轻微
阻率值有68.1%在20~50Q?m之间,222%的电腐使性等级、五级“四级三级级)二级
阻率值在10~20Q?m之间;黏土土壤电阻率值
土壤电阻率/?m<1010~2020~5050-100>~100
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第34卷第8期(2015.08)〈试验研究
表2按碳钢平均腐蚀率及孔蚀速度评价土壤腐蚀性
下设施的防腐等级要相应提高。参照土壤腐蚀性分
腐蚀性等级极弱较弱弱中强级结果,建议在土壤腐蚀较高(分级结果为“Ⅳ
平均腐蚀率g(dma)1133-55-77或“V"”级)的黏土中,分別采用“加强级”或
孔蚀速度mm?a<0.10.1-0.30.3~0.60.6~0.9>0.9
“特加强级”防腐;而在土壤腐蚀相对较弱的壤土
性。依据普查点土壤电阻率评价土壤腐蚀性结果表或砂土中,分级结果为“Ⅱ”级的采用“普通级”
明,大庆油田有46%的土壤腐蚀性等级属于"N”防腐,分级结果在“Ⅲ”或“W”级的采用“加强
或“V”级,土壤腐蚀性强弱与土壤类型关系较级”防腐。
大:黏土以“”和“V”级腐蚀为主,部分为
“”或“”级;壤土以“Ⅲ”和“V”级腐5结语
为主,部分为“”或“V"”级;砂土以“Ⅱ”和
(1)大庆油田有46%的土壤腐蚀性等级属于
“Ⅲ”级腐蚀为主,部分为“1”或“Ⅳ”级。
“Ⅳ”或“V”级,土壤腐蚀性强弱与土壤类型关
(2)根据碳钢自然埋藏试验数据评价土壤腐蚀系较大。
性。碳钢自然埋藏试验数据评价结果与土壤电阻率
(2)依据土壤腐蚀性分级结果初步给出了不同
评价结果基本一致,土壤腐蚀性强弱与土壤类型关类型、不同腐蚀等级土壤中管道外防腐层设计等级
系较大:黏土以“V”级腐蚀为主,部分为建议。
(3)针对油田埋地管道土壤腐蚀控制问题,应
“Ⅱ”、“m”或“V”级;壤土以“Ⅲ”级腐蚀为
主,部分为“Ⅱ”或“Ⅳ”级;砂土的腐蚀性以利用土壤腐蚀性调査和评价结果,研究并制定适合
不同区块和土壤环境的外防腐蚀控制方案,为油田
“I”或“Ⅲ”级为主,少部分为“1”或“V”级。
地面工艺简化、管道防腐大修、老区改造、规划投
4防腐设计方案优化建议
资控制等提供技术支持。
土壤腐蚀性的强弱指标是防腐设计选材的参考
收稿日期2015-01-13
依据之一,对于腐蚀性严重的地区,埋地管道等地
(栏目主持杨军
(上接第16页
蚀情况是较为严重的。
目ー风验地良目标
(2)在目前的工作压力,管段上的中度缺陷是
1x10
有一定的安全余量,对管道的安全操作不构成威
X104
胁;但在设计压力下,一些中度缺陷的剩余强度不
X10
0102030-40
能满足要求,需进一步准确地评估。
距离/
管道失放率(站一中一站出站压力:46Pa进站压力2.9
(3)管道的腐蚀检测是安全评定的重要基础,
图510年后管道失效概率
检测的精度直接影响到安全评定的准确性,建议根
要求,但仍存在发生失效的风险。图4表明,5年据缺陷的危害程度制订检测精度。
后,大部分地段上管道的失效概率接近或超过参考文献
2.3x10的目标值,管道失效概率太高,不符合要I李爱国,郑爱静、管道检测装置用外油气运,198.13
求,应采取措施维修出现腐蚀缺陷的管段;图5示
(6):23-28.
[2] Al Crouch, Richard Anglisano, Mohammed Jaarah. Quantitative
意性地给出了10年后管道失效概