西南油气田天然气开发腐蚀控制技术进展
2024-06-13 16:22:10
作者：油气储运 来源：油气储运
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近日，2024年国际腐蚀防护与应用大会在重庆隆重召开。西南油气田公司油气田开发首席专家文绍牧作了《西南油气田天然气开发腐蚀控制技术进展》的主题报告，详细介绍了西南油气田公司在天然气开发过程中腐蚀控制技术的发展历程、关键技术新进展以及展望等方面的内容。
自1959年6月四川石油管理局首次在嘉陵江组地层天然气中发现硫化氢以来，已有60余年历史。几十年来，西南油气田公司在川渝地区成功开发了数十个含硫气田，以硫化氢为主带来的腐蚀问题使安全生产经受了严峻考验。近十余年，公司在非常规气田领域持续攻关，从无到有，取得显著成效，但微生物引起的腐蚀问题又给安全生产带来新的挑战。围绕气田开发腐蚀控制需求，公司提出了“整体规划、主动防护、动态调整”的管理理念，自主攻关形成了针对内腐蚀和外腐蚀控制的特色技术体系，实现了全流程、全生命周期、全区域范围的整体腐蚀控制。建成了国内最苛刻的高含硫室内评价实验室和国内高含硫气田材料现场中试基地，具备评价5大类材料、11种腐蚀类型的能力，获国家CMA认证资质。自主研发3大类18种防腐药剂产品，可满足油气田井下至地面的腐蚀防护需求。自主研发6项集群化测试与评价设备，实现集测试仪器、测试方法和分析评价于一体的管道阴极保护体系。腐蚀控制现场应用效果显著，常规气田平均腐蚀速率控制在0.016 mm/a，2023年集输气管道综合失效率0.00014次/(千米·年)，非常规气田2019年至2023年整体失效率降低95%以上，腐蚀控制技术进一步推广至吉林油田、浙江油田、南方油田、大港油田和海外阿姆河气田等。围绕生产需求，自主创新攻关气田开发腐蚀控制“卡脖子”技术，全力打造“原创技术策源地”，通过“以防为主，防治结合”，为气田安全高效清洁生产保驾护航。
自主构建了元素硫腐蚀评价方法和元素硫沉积预测模型；开发了中国石油首个具有自主知识产权的元素硫沉积预测管理系统，可在实际工况条件下分析生产系统元素硫分布，为科学配产、优化集输系统运行等提供技术支撑。自主研发了微生物腐蚀评价装置及方法，构建了微生物腐蚀分析评价技术，明确了非常规气田腐蚀主控因素，从微观动力学层面揭示了腐蚀发展过程。
自主建立了耐蚀合金双金属复合管及焊缝耐蚀性能全面评价技术，明确了复合管及焊缝耐腐蚀和抗开裂性能，支撑了双金属复合管在陆上天然气整装气田铁山坡气田的首次大规模应用。形成了镍基合金耐蚀评价方法及程序，首次提出了国产镍基合金在高含硫气田中的适用条件，有力支撑了罗家寨、龙王庙、铁山坡等气田井下镍基合金油管的材质优选和防腐应用，保障了气井安全平稳生产。针对特高含硫气田工况苛刻复杂，对缓蚀剂性能要求高，自主研发长效膜缓蚀剂，首次实现国产化缓蚀剂在特高含硫气田应用。自主研发第三代抗生物膜型杀菌剂及配套智能加注工艺，有效解决非常规气田腐蚀失效难题。自主研发湿气管道内腐蚀直接评价技术；首次建立基于风险的区域内腐蚀优先评价管道识别方法，实现了内腐蚀高风险管道快速筛选，提高了完整性管理针对性。自主创建检测周期1天以内、检测下限100级、可检测硫酸盐还原菌活菌的快速检测方法，研制出国内首个硫酸盐还原菌快速检测试剂盒，有效解决传统检测方法周期长、效率低等问题。应用大数据和机器学习等技术，构建 了集大数据管理、预测/监测、风险评估、实时预警、控制管理等于一体的腐蚀数据与控制管理平台。形成区域腐蚀控制快速响应机制，提升了腐蚀预知预判能力，解决了腐蚀风险管控滞后难题，提升了管理效率。建立了阴极剥离评价指标体系，实现多类型多因素防腐层阴极剥离状态的精准识别。建立了阴极保护智能管理系统，实现阴极保护数据自动采集、远传与集中管理，提升管道阴极保护管理水平。形成针对轨道交通动态和特高压直流干扰下的杂散电流干扰防控技术。
四川盆地天然气安全、高效开发对于助力千亿立方米天然气产能基地建设和国家“双碳”目标实现具有重要意义，面对特高含硫气田、深层非常规气田规模开发，万米深井科探工程不断探索，CCUS-EGR全面实施，生产过程中腐蚀环境愈发苛刻复杂，这些都对腐蚀控制和安全生产提出了更高要求和严峻挑战。硫化氢、元素硫及应力混合作用下的焊缝环境开裂行为和失效机制还需进一步明确。双金属复合管、镍基合金等新材料全生命周期的适应性和监/检测技术需进一步研究。硫沉积下生产系统腐蚀风险加剧，缺乏元素硫沉积预防及在线治理技术。随着非常规气田深层化和规模化，材质耐蚀性能、药剂耐温性能需进一步增强。双金属、非金属及内涂层等新型材料，缺陷类型复杂，尚无成熟的监/检测技术。井下腐蚀环境恶劣，耐高温的环空保护液、井下油管的选材及适应性及井下腐蚀监/检测技术评价需深入研究。含硫化氢复杂条件下，管输、注入和采出阶段多因素耦合腐蚀机理复杂，腐蚀规律尚不明确，需深入研究。老旧管网/井筒对于CCUS/CCS工况的材料适应性及使用边界需进一步明确。用于高CO2分压环境的CCUS系统防腐药剂亟需研发。随着人工智能和数据驱动的快速发展，新材料基因组研发、药剂AI智能研发，腐蚀失效的智能识别等技术需进一步布局与探索。
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