基本内容
以中原石油勘探局為例,九十年代後期,由于腐蝕給全油田每年造成直接損失二十四萬億元。有的輸送管道四十天就穿孔,可以預計,全國油田年經濟損失上百億元。為了解決油田的防腐、防垢問題,石油科技工作者多年來進行了多種途徑的探索,取得了一定的成效。如近幾年開發的注水井油管的鍍鎳和内塗層技術、注水井水處理技術以及添加阻垢劑等技術,雖然這些技術有一定成效,但仍存在壽命周期短、需要連續加藥作業的弱點。
美國Wasson油田曾經對塗層油管的使用情況做過統計:在284口井上用的133.7萬英尺的塗層油管,其使用壽命約6.5年。其中TK-70塗層油管壽命約5年,壽命最短的是SC65塗層油管,其使用壽命隻有2.7年,并未從根本上解決問題。美國六十年代開發了玻璃鋼複合管技術,它以傑出的防腐性能和奇長的使用壽命轟動了石油界,在油田注水井工程領域掀起了一次技術革命。一九九五年我國中科院和石油天然氣總公司,先後組團赴美國、加拿大考察這項技術的應用情況。美國RICECO公司六十年代研制的玻璃鋼内襯油管,應用于油井、注水井、注水CO井和富含HS、CO氣井,當時已經三十年。這項技術在美國推廣到現在,已經近四十年,性能仍然良好。
特點
美國石油行業認為它是塗層和鍍鎳技術的替代。我們為了攻克這項關鍵技術,組合我國油田的具體實際情況,進行了兩年多的研制公關,于一九九七年五月研制出第一批玻璃鋼内襯管,填補了國内的空白。改性玻璃鋼内襯油管具有以下特點:
一、高壓成型,緻密度高、氣密性好,能抵抗CO、HS、HF的腐蝕,适于油田工礦環境的要求。我們的襯管同美國纏繞式不同,是采用拉擠成型工藝或直接貼附工藝。襯管的薄厚可根據用戶的要求一般在0.8-1.5mm之間。考慮到油田酸化作業需加HF酸,而HF酸又是玻璃鋼的克星,在内壁采用了特殊防腐材料襯墊,使其形成了抵禦CO、HS、HF等強腐蝕介質的保護層。這些技術的改進,滿足了防腐的需要,是美國産品所不可比及的。
二、疏水防結垢性能的研究與改進通過對結垢機理的分析,有針對性的精心篩選各種原材料、輔助材料,設計多種複配方案,制成樣管對比試驗,終使産品實現了一下特點:
(1)介電常數大。有效的屏蔽了極性垢晶離子與金屬鍵之間的靜電偶極矩;
(2)保溫性能好。經熱力學試驗其導熱系數是普通鋼質油管的六百分之一,延緩了成垢離子得結晶速度;
(3)内表面光滑,改善了管内流休的流動狀态,降低了垢晶在管壁上附挂的幾率,并且根據分子基親疏原理制成的襯管内表面,與溶有垢晶離子的水界面疏而不親,即水珠在内表面上滾而不粘,成為該産品的一個突出特點。
三、完善了襯管封端和接箍的防腐技術襯管的兩用端采用“Ⅱ”形封頭與油管用樹脂粘固,可對管端進行有效的防腐保護。管端中段“J”值區采用“O”形彈性密封環密合,能有效地保護管箍中段的絲扣,且與襯管保持同等防腐性能,從而形成完整的防腐、防垢管柱。地面管線的對接采取焊後補口工藝,方便快捷、嚴密牢固。有效的回避了焊接高溫對内襯層的威脅。
四、工藝靈活,粘接牢固該技術适用于不同工藝類型及口徑的各種鋼管制作内襯,從地下管柱到地面管網,無論是無縫、直縫還是螺旋鋼管,小到50mm、大到500mm内徑,均可采取相應的工藝制作玻璃鋼内襯,不論管徑大小、是采取填充鑲嵌或是直接貼附工藝,襯層與鋼管的粘接均都可靠,不會脫落。
五、溫度适應性強根據油井下工況的實際,選擇抗溫性能強的樹脂,可在---20℃至120℃環境中長期工作不脆裂、不變形,對延長該産品的使用壽命起着重要作用。
六、實現了舊油管的修複再用,變廢為寶玻璃鋼内襯技術用符合技術要求的舊油管經過清理、修扣和加工玻璃鋼内襯後,重新投入注水井上應用,不但恢複了舊油管的使用價值,而且增加了防腐和防垢的技術性能,這是其他防腐措施無法做到的。目前,多數采油廠都有一大批舊油管存放,往往以低廉的價格當廢品賣掉,造成極大的浪費。對這些舊油管進行篩選并加内襯後重新利用、變廢為寶,可節約投資,是一筆不可忽視的巨大财富,我們已生産的四十多萬米玻璃内襯複合管,絕大多數是用在舊油管,當然,新油管加以玻璃鋼内襯後效果更佳,該産品與其他防腐技術相比有較好的經濟性。
七、專利技術、投資無風險改性成玻璃鋼内襯油管技術,就其結構、工藝方法、模具等,我們已先後中報了五項國家專利并已有幾項已授權。有效的保護了這項技術的設計和生産權力,避免投資風險,也保證了這項技術的實施質量。從一九九八年九月十八日在天津大港油田1836井第一口工礦試驗至今,我們已在勝利、大港、江蘇、大慶、渤海等油田,近六十多口井采用了該技術,實踐證明,它有強大的生命力。