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长庆采气二厂集气站加热炉运行及防腐


集气站加热炉运行及防腐

长庆油田第二采气厂
2009年9月10日

汇报提纲
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气田概况 加热炉运行概况 加热炉防腐措施 下步工作

一、气田概况
1、资源状况
探明储量(亿立方米) 控制储量(亿立方米) 预测储量(亿立方米) 三级储量合计(亿立方米) 4391.12 1480.51 1205.34 7076.97

榆林气田
探 明储: 1945.68×108m3 其中自营区: 899.77×108m3 合作区: 1045.91×108m3

神木气田
探 明储量: 934.99×108m3

探明储量分布图
米脂气田, 358.48 神木气田, 934.99 榆林南区, 899.77

子米气田
探明储量: 1510.45×108m3 子洲气田: 1151.97×108m3 米脂气田: 358.48×108m3

子洲气田, 1151.97

长北合作区, 1045.91

一、气田概况
2、开发现状
截至2009年6月底,全厂建成天然气年生产能力56亿立方米,生产气井总 数294口,集配气站31座,处理厂3座,年处理天然气能力65~70亿方。

项目

气田
南区自营区 长北合作区

生产能力 (亿方/年) 20 30 6 56

生产井数 (口) 172 34 88 294

集配气站 (座) 14 4 13 31

处理能力 (亿方/年) 20 30 15 65

榆林 气田

子洲、米脂气田 合计

一、气田概况
3、集输管网现状
榆林南区 子洲、米脂气田 长北气田

集气站:12座 配气站:1座 清管站:2座 天然气处理厂:1座 支线:12条 110.548km 干线:5条,86.08km 采气、注醇管线: 665.731km

集气站:13座 清管站:3座 天然气处理厂:1座 支线:8条,59.962km 干线:4条,88.371km

集气站:4座 清管站:1座 中央处理厂(CPF):1座 支线:10条,26.34km 干线:2条,40.75km

长输管线:1条,90.816km
采气、注醇管线: 320.676km 采气、注醇管线: 46.661km

一、气田概况
4、腐蚀因素现状
榆林气田主力气层为上古生界山西组山 2段,气层埋深 2500m~ 3000m,
平均原始地层压力 26MPa,地层平均温度85℃。非烃类气体含量低,甲烷平 均含量 94% 左右, CO2 平均含量 2.02% ( v/v ), H2S 平均含量 12.71mg/m3 , Cl-平均含量10655.54 mg/L,总矿化度平均19244.87 mg/L,属于微含硫、低 含CO2级别,气体品质优良。

子洲-米脂气田共投产气井71口,其中西干线66口,给地方供气5口,常规
配产为120×103m3/d,CO2平均含量为 1.42%(v/v),H2S平均含量为 5.8mg/m3, 产水Cl-平均含量9514.5 mg/L,总矿化度平均17611.72 mg/L,含量较高,属 于微含硫、低含CO2干气气藏。

汇报提纲
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气田概况 加热炉运行概况 加热炉防腐措施 下步工作

二、加热炉运行概况
1、运行概况
我厂现有 59台加热炉,管外壁存在轻微斑点状腐蚀和溃疡状腐蚀,因此加 热炉中的炉水需要按《集气站加热炉腐蚀防护措施(暂行)》制度进行置换, 即每年都会新加原水并添加JRL-a缓蚀阻垢剂来替换原有炉水,这在一定程度上

应该可以缓解加热炉的腐蚀问题,从而延长加热炉的使用寿命。
我厂现运行负压 天然气加热炉59台

榆林南区气田38台,其 中四井式加热炉28台, 八井式加热炉10台。

子洲、米脂气田21台, 其中四井式加热炉28台 ,八井式加热炉10台。

二、加热炉运行概况
加热炉技术参数表
技 术 参 数
设备 名称
数量 (台) 西安长庆石油天然 气设备制造有限责 任公司 数量 (台) 数量 (台) 水容量 (m3) 药剂加 注量 (g/m3)

北京超拓远大石油有限 公司

北京市热水锅炉厂

37 加热介质:天然气;额 定 热 负 荷 : 400kw ; 热 效 率 : 85% ; 工 作压力 : 常压;工作温度: 91℃; 22 盘 管 工 作 压 力 : 25MPa ; 单 根 盘 管 流 量 : 6.5×103Nm3/d ; 制造 标准:SY5262-2000; 额定负荷 :400kw ; 锅 壳设计压力:常压;设 计温度: 90℃;盘管设 计 压 力 : 25MPa ; 热 效 率 : 85% ; 额 定 流 量 : 20×104m3/d ;盘管数: 8组; 加热炉总质量 7821Kq; 额 定 负 荷 : 400kW 热效率:85% 介质: 天然气 工作压力: 常压 工作温度: 91℃ 盘 管 工 作 压 力: 25MPa 单盘管流 量 :5.2×104Nm3/d 额 定 负 荷 : 630kW 热效率: 87% 加热 介质:天然气 工 作压力:常压 工 作 温 度 : 91℃ 盘 管 工 作 压 力 : 25MP 单 盘 管 流 量 : 5.2×104Nm3/d

19

3

四井式 负压天 然气加 热炉

6

/

0

4~10

八井式 负压天 然气加 热炉

15

13

壳体设计压力 : 常 压;盘管设计压 力:25MPa;额定流 量 :50*104m3/d ; 额定负荷:630KW; 热 效 率 :87.38% ; 设 定 温 度 :85℃ ; 盘管数:8组 ;

100

3

10~17

二、加热炉运行概况
1、运行概况
加热炉的温度控制根据 气井节流后温度以及外输温度 双重标准来调控









60%的加热炉常温下运行, 部分需要加热的炉体

加热炉运行温度保持在
50~60℃。

只点母火。

二、加热炉运行概况
2、加热炉腐蚀原因分析
我厂多井水套式加热炉的腐蚀具有如下特征:气、水、固共存的多相流腐 蚀介质;中低温、常压环境。其中O2、CO2、Cl-和水分是油气田主要的腐蚀介 质。下面分别介绍一些相关各类腐蚀介质的腐蚀基本机理。

溶解氧的影响
Fe2++2OHFe(OH)2 Fe(OH)2 + 1/4O2 + 1/2H2O Fe(OH)3 多井水套式加热炉原水及补给水由于与空气接触而含氧,因此会引起氧腐蚀, 一定范围内,氧气溶解度的大小与金属的腐蚀成正比关系,氧气在水中溶解度 主要与压力、温度和氯化物含量有关。

二氧化碳的影响
H2O+CO2 H2CO3 当水中有游离 CO2存在时,发生酸性反应,造成金属的腐蚀,若水中同时 带有O2和CO2时,则钢材的腐蚀就会更严重。

二、加热炉运行概况
溶解盐类的影响
氯化物对水的腐蚀性比硫酸 盐更大,而重碳酸盐离子显示出 有抑制腐蚀的倾向,其抑制腐蚀 能力随着浓度增加而提高,但不 能完全防止腐蚀。

温度的影响
当腐蚀由氧扩散控制时,在给定氧浓度下,大约温度每升高30℃,腐蚀 速度增加一倍。

二、加热炉运行概况
3、炉内情况定性分析
经现场检测发现,我厂加热炉内结垢状况较轻,表层垢样呈黄白色,初 步判断为水垢与微生物粘泥的混杂物,结合水样分析报告和检测分析结果, 水垢主要有Ca2+、Mg2+的不溶盐及铁的腐蚀产物;加热炉内污垢主要存在于 加热管面和炉膛外表面,加热炉内溃疡状腐蚀和斑点状腐蚀为主。

汇报提纲
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气田概况 加热炉运行概况 加热炉防腐措施 下步工作

三、加热炉防腐措施
1、挂片试验
2005年在榆11站及榆13站加热炉开展挂片试验,通过现场挂片、垢样、腐 蚀产物分析,认为我厂加热炉内腐蚀主要为溃疡状腐蚀和斑点状腐蚀,是由氧 腐蚀、钙镁离子引起的垢下腐蚀以及CO2为主的电化学腐蚀。

加热炉实验挂片处理前后对比图

三、加热炉防腐措施
1、挂片试验
对加热炉垢样做 EDX 分析,并将图
中各种线条与国际标准谱图相比较进行分 析,结果表明:虽腐蚀产物采自不同站点 不同加热炉,但固体腐蚀物成分基本一致, 都含有四氧化三铁和羟基氧化铁,从而进 一步说明加热管的腐蚀是由于氧的存在与 铁等反应以及CO2的存在而造成。
5#挂片EDX图谱
5#挂片SEM形貌图

三、加热炉防腐措施
2、测量加热炉盘管壁厚
历年来我厂一直坚持利用作业区检修期间,进行加热炉盘管壁厚测量, 以便掌握加热炉盘管腐蚀情况。

7 8

2

9

6

4

10

三、加热炉防腐措施
Y9站1#加热炉第一根盘管(Y46-12)壁厚测量数据
进口
年份 测量 部位 上(前) 下(后) 1 2006年 2 3 4 1 2007年 2 3 4 1 2 3 4 10.5 10.6 10.7 11.8 11.6 12.9 10.2 10.4 13.6 12.2 14.65 15.23 10.4 10.8 11 13.4 10.8 9.6 10.5 9.4 17.4 15.86 19.76 19.61 左 11.6 12.2 13.6 13 13.1 11.3 10.9 10.2 15.6 15.43 18.06 17.12 右 11.4 11.7 14 13 12 11.6 11.6 10.5 15.83 15.23 17.94 17.23 测量 部位 6 7 8 9 6 7 8 9 6 7 8 9

出口
上(前) 下(后) 11.5 11.6 10 12.3 9.3 9.5 10.9 8.7 15.91 15.72 14.21 15.21 14.8 15.8 15.9 14.2 10.6 10.9 7.7 10.2 18.81 18.83 17.62 17.12 左 12 13.2 12.7 11.98 10.9 11 10.3 10.3 15.97 15.21 16.06 14.21 右 12.5 14.2 14 12.34 11 11.2 9.9 9.7 18.05 17.19 17.21 15.01

2008年

三、加热炉防腐措施
3、制定集气站加热炉加药计划
2009年 6月为减缓集气站加热炉的腐蚀,保证安全长期运行,制定《集气
站加热炉腐蚀防护措施(暂行)》。 ⒈每年检修时,将加热炉中的水全部排放并冲洗干净,加入缓蚀阻垢剂 (JRL-a)进行腐蚀防护; ⒉加药步骤,先向炉内加入一半体积的水,再向炉内加入缓蚀阻垢剂 (JRL-a),按照“加水—加药—加水—加药”顺序循环加注,直到规定的药量 加完为止,最后加水至加热炉规定液位; ⒊冲洗干净后第一次缓蚀阻垢剂加量为( JRL-a ) 100mg/L ;在加热炉运行

中,如果要补充水,按照10~30mg/L缓蚀阻垢剂补充。
⒋运行超过三个月的加热炉,逢加热炉停用时,排放更换炉内的介质水,炉 内的介质水全部排放并冲洗干净,按100mg/L加缓蚀阻垢剂。

三、加热炉防腐措施
4、JRL-a气田加热炉复合药剂
JRL-a气田加热炉复合药剂是是一个对气田加热炉系统具有专属性的配方产
品 , 现场监测结果表明,生产状态下,榆林气田集气站加热炉炉内水介质对 N80 钢试片腐蚀速率达0.27mm· a-1左右,对A3钢试片的腐蚀速率接近0.30 mm· a-1,投 加复合药剂“ JRL-a”后,加热炉管壁腐蚀起到了抑制效果,但阻垢效果不明显。 JRL-a气田加热炉复合药剂性能表
外 观 密度 (20℃,g /cm3) 有效物含量 pH值 (1%水溶液) 无色或浅黄色透明液体 1.100~1.200 ≥35% 2.0~4.0 100~200 加注量(g/m3)

三、加热炉防腐措施
榆9站加热炉加药量参照表
设备名称
四井式负压天 然气加热炉 四井式负压天 然气加热炉 四井式负压天 然气加热炉 四井式负压天 设备 位号 1#

规格型号

最大水容量 (m3) 10.6

最小水容 量(m3) 8.3

最大加药剂 量(g) 1060

最小加药剂 量(g) 830

SC-4-F-400/25

2#

SC-4-F-400/25

10.6

8.3

1060

830

3#

SC-4-F-400/25

10.6

8.3

1060

830

然气加热炉
四井式负压天 然气加热炉 四井式负压天

4#

HJ400-Q/25-Q

9.95

8.88

995

888

5#

SC-4-YF-S400/26-Q

9.3

7.26

930

726

然气加热炉

6#

SC-4-YF-S400/26-Q

9.3

7.26

930

726

汇报提纲
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气田概况 加热炉运行概况 加热炉防腐措施 下步工作

四、下步工作

1、继续深入开展加热炉挂片腐蚀检测工作; 2、评价并优化现有加热炉缓蚀阻垢剂性能; 3、优化JRL-a缓蚀阻垢剂加注周期; 4、改进现有腐蚀检测手段并探索新的检测方式。

汇报结束,请各位领导专家批评指正! 谢谢大家!


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