页岩气集输系统的腐蚀评价与控制——以长宁—威远国家级页岩气示范区为例

发布时间：2024-03-24 16:09

　　四川盆地南部长宁—威远国家级页岩气示范区页岩气开采普遍采用了体积压裂技术,单井水平井压裂液用量介于4×10⁴～5×10⁴m³、支撑剂(石英砂和陶粒)用量介于2.5×10³～3.0×10³t,在压裂施工结束后的页岩气排采和生产过程中,压裂返排液对地面排采流程和地面集输系统带来了不同程度的腐蚀,有可能致使设备和管线穿孔失效,进而影响生产系统的安全运行。为了提高页岩气集输系统的安全运行水平,基于中国石油西南油气田公司天然气腐蚀控制技术支撑平台,借助于腐蚀环境和生产工况分析、材料失效评价及优选、杀菌缓蚀剂应用和生产工艺参数控制优化等方法和手段,开展了川南页岩气集输系统腐蚀行为和控制措施研究。研究结果表明:①川南页岩气集输系统主要表现为冲刷腐蚀和电化学腐蚀;②冲刷腐蚀主要集中在页岩气站内工艺流程,体现在砂粒对弯头、三通、阀门等部位持续的机械磨损;③电化学腐蚀主要集中在页岩气站外集气管线,体现在积液环境中二氧化碳与硫酸盐还原菌的共同腐蚀作用;④采用提高除砂效率、优化流程设计等手段,可以有效...

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【部分图文】：

图1川南页岩气工艺流程图

页岩气压裂过程中普遍使用石英砂和陶粒按一定比例配置作为支撑剂[10]，川南页岩气压裂完毕后约有3%～8%的砂粒返排至地面[11]。目前，川南页岩气排采阶段普遍未设置除砂器（图1-a），大量砂粒直接进入分离器内并快速沉积，分离器排液时随返排液汇入污水池。而生产阶段多采用滤筒式除砂器....

图2川南页岩气工艺流程设备冲蚀失效图

2016—2020年，川南页岩气工艺流程因冲蚀失效达300余次，且主要集中在分离器后端的排液管线。排采初期，长宁H25平台分离器后端排污阀15min后即冲蚀失效（图2-a）；长宁H5平台分离器后端三通堵头在砂粒流量为64～150g/s、气体流速为15～18m/s的环境中，使用....

图3液固两相流喷射式冲刷腐蚀实验机照片

利用液固两相流喷射式冲刷腐蚀实验机（图3），使用70/140目的石英砂和陶粒按比例混合，开展了不同流速、不同冲击攻角及不同砂量条件下砂粒对材料的冲蚀影响研究（图4）。图4不同流速、冲击攻角及含砂量条件下砂粒对材料的冲蚀影响图

图4不同流速、冲击攻角及含砂量条件下砂粒对材料的冲蚀影响图

图3液固两相流喷射式冲刷腐蚀实验机照片结果表明：液体流速为5～18m/s、砂粒冲击攻角为90°、含砂量为5%（砂粒在液体中的质量占比）条件下，材料冲蚀损伤随流速的增加呈线性增长。液体流速为5m/s时，腐蚀速率为32.00mm/a。液体流速为18m/s时，腐蚀速率为76.....

本文编号：3937704