海洋石油天然气OFFSHORE OIL DRILLING PLATFORM

随着陆地油气资源发现日益减少,开发难度逐渐加大,油气行业将目光投向海洋。

据专家测算,陆地约有32%的面积是可蕴藏石油、天然气的沉积盆地,而海洋里的大陆架(水深300米以内)则有57%的面积是可蕴藏油、气的沉积盆地。

一、海上生产设施的类型

海上生产设施是指建立在海上的建筑物。由于海上设施是用于海底石油开发及采油工作,加上海洋水深及海况的差异、油藏面积的不同、开采年限不一,因此海上生产设施类型众多。基本上可分为三大类:海上固定式生产设施、浮式生产设施、水下生产系统。在此三大类中又可细分如下:

二、油气田的腐蚀破坏问题

随着海上油气田开发生产年限的增加,含水量不断上升,部分油气田不断发现伴生高浓度的二氧化碳和硫化氢,油田的腐蚀问题日益突出。

  • 如南海东部番禺油田因腐蚀问题严重干扰了正常生产,导致油田产液量大幅降低;
  • 南海西部东方气田随着含水量不断上升,腐蚀问题也日趋严重,对油田生产造成严重后果;
  • 惠州油田群随着油田的不断开发,腐蚀问题亦逐步摆上议事日程。

目前,海上油气田设施的腐蚀防护状况成为业主重点关注的问题,如不及时制定解决腐蚀的控制方案,日益严重的腐蚀情况将给油气田生产带来安全、环保等一系列的问题,直接影响油气田的稳产、高产,并带来巨大经济损失。

石油管线和设备的腐蚀是油气田腐蚀最主要的部分,分为内腐蚀和外腐蚀。

2.1 海上油气田设备、管线的内腐蚀

海上平台流程和设备储运的流体为:原油、天然气和水(包括含油污水)等。油、气、水在流程和管线的内表面引起的腐蚀,称为内腐蚀,它是流程和设备内表面与油、气、水等介质直接接触所引起的。

(1)氧和水的腐蚀

对于某些输油管线、原油或油品进入管线时,往往是水饱和的。当管线内温度下降时,含有的饱和水就会从原油或油品中聚集析出,这就造成输油管线内存水的一个条件;另外,还有一部分游离的水,则通过管线试压、敷设时的注排水、扫线等其它途径进入输油管线内的。

至于输水、输气管线和油水交替输送的管线,它的存水条件就更为明显。由于流程、设备内水的作用,会对其内表面引起腐蚀。

对于低温腐蚀,水是必不可少的,不含溶解物质的纯水对铁的腐蚀非常轻微。含有杂质和溶解物质的水是否具有腐蚀性则取决于溶解物质的特性。例如,铬酸盐和磷酸盐加入水中可用于抑制或减轻腐蚀。另一方面,海水、CO2、H2S和氧等物质都能增加水的腐蚀性。

(2)输油管线内表面硫或细菌腐蚀

某些含硫量高的原油,对管线内表面会引起严重腐蚀。在缺氧条件下,硫酸盐还原菌在金属管道内表面的水膜中,将利用硫酸盐类进行繁殖。在这种细菌和氢的作用下,硫酸盐类被还原为硫化物。

反应所需要的氢是来自油品中所含的有机物或来自金属腐蚀过程中后成的阴极氢。这样就使细菌有生存条件、繁殖条件,而且还能不断获得氢,就促使这种细菌腐蚀加快、加剧。同时在这种细菌腐蚀过程中金属管道内产生硫化铁的腐蚀生成物,严重地影响输油管线金属的寿命。

(3)二氧化碳气体对设备和管道的腐蚀

仅次于氧的最常见的溶解于水中的而又促成腐蚀的气体是CO2,油气田普遍存在着严重的CO2腐蚀,且已造成巨大经济损失。

例如:某井油管,仅使用21个月,P105油管由于CO2腐蚀掉井,腐蚀的百孔千疮,如下图所示。

某井油管CO2腐蚀形貌图
(4)溶解盐类的腐蚀

溶解在水里的盐类对水的腐蚀性影响极大,在溶解盐类浓度非常低的情况下,不同的阴离子和阳离子对水的腐蚀程度也是不同的,氯化物、硫酸盐和重碳酸盐是油田水中常见的溶解盐类。

含有溶解盐类的水的腐蚀性随着溶解盐类浓度的增大而增大,直到出现最大值后趋于减小。这是因为含盐量增加,盐水导电性增大,腐蚀性增大;但含盐量足够大时,明显引起水中氧气的溶解度降低,腐蚀性反而下降。溶解盐类也可能降低被形成的腐蚀产物的保护性能,这种情况正如在硫化氢-盐水溶液中见到的。

(5)硫化氢的腐蚀

含硫油气田中与油气共生的水往往含有硫化氢。干燥的硫化氢与二氧化碳一样都不具有腐蚀性,溶解于水中的硫化氢具有腐蚀性。

(6)pH值

碳钢在氧浓度为1%的纯水中,pH值大约在4~10范围内时,腐蚀过程是受氧扩散控制,因而腐蚀速度不受pH值影响,氢氧化亚铁由于腐蚀进行而不断更换,主体溶液pH值可以在这个范围内变化,但金属表面pH值保持在9.5左右。

2.2 海上油气田设备、管线的外腐蚀

(1)海水腐蚀

海底管线是被置于海水或海底土中,在海底的土壤是处于海水饱和状态。海水对金属管道的外腐蚀,它的腐蚀机理也有多种,如海水本身对管道金属有腐蚀;更主要的是海水作为电解质对金属的电化学腐蚀。

(2)大气腐蚀

海洋大气盐分大、湿度大,在钢铁表面形成导电性良好的液膜,提供了电化学腐蚀的条件。海洋大气中钢铁的腐蚀速率比内陆大气中高4~5倍。

海上油气田腐蚀检测方法手段

  1. 失重法:标准腐蚀挂片
  2. ER 法(电阻电极法)
  3. LPR 法(线性极化电阻法)
  4. 超声波测厚
  5. 比色法:测水中溶解性气体
  6. 比色法:测总铁法
  7. 测天然气中H2S浓度
  8. 测天然气中CO2浓度并计算其分压
  9. SRB、TGB、FB 细菌测试
  10. 梯度法:埋地管网
  11. “管道猪”检测技术

三、防腐涂料配套方案

导管架帽、导管架、桩基等钢结构防腐配套方案

结构部位 涂料种类 干膜厚度 总膜厚
内表面 纯烯锌(石墨烯锌粉防腐涂料) 80μm 480μm
环氧玻璃鳞片涂料 400μm
外表面 环氧玻璃鳞片涂料 800μm 880μm
聚氨酯面漆 80μm

管线防腐配套方案

结构部位 涂料种类 干膜厚度 总膜厚
内表面 热浸镀锌 120μm 120μm
外表面 热浸镀锌 120μm 830μm
环氧封闭漆 50μm
环氧玻璃鳞片涂料 600μm
聚氨酯涂料 60μm

储罐防腐配套方案

结构部位 涂料种类 干膜厚度 总膜厚
内表面 石墨烯导静电涂料 160μm 160μm
外表面 纯烯锌(石墨烯锌粉防腐涂料) 80μm 260μm
纯烯锌中间漆 100μm
氟碳面漆 80μm

地坪防腐配套方案

结构部位 涂料种类 干膜厚度 总膜厚
甲板、直升机地坪等 环氧玻璃鳞片涂料 360μm 360μm

四、德谦新材-工业重防腐涂料供应商

德谦新材是一家致力于高性能防腐涂料的研发、生产、销售、涂装的专业防腐公司。公司和中科院苏州纳米所建立产学研联合实验室,将科研和应用充分结合,通过创新技术为客户创造价值。

公司严格按照ISO质量认证标准进行管理,核心产品:纯烯锌(石墨烯锌粉防腐涂料)冷喷锌石墨烯低表面处理涂料水性纳米隔热保温防腐涂料产品技术处于行业前沿。

凭借多年积累,获得防腐防水保温一级资质,在基础设施、工业制造、能源电力、石油天然气等领域成就众多优秀业绩。是您值得信赖的工业重防腐涂料供应商。