防止海底油水混輸管道腐蝕的方法及流程的製作方法
2023-06-20 10:54:11
專利名稱：防止海底油水混輸管道腐蝕的方法及流程的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種防止海底油水混輸管道腐蝕的方法及流程。
背景技術：
在海洋油氣資源開發中，海底管道是海上工程設施的重要組成部分。海底管道連接井口平臺、中心處理平臺或浮式生產儲油裝置(FPS0)。對距離較遠的油田群或氣田群聯合開發項目，管道將連接帶有初處理功能的綜合平臺或集輸中心平臺。由於海上設施投資大，操作費用高，為減少海底管道投資，多採用油、水混輸或油、氣、水三相混輸。水和CO2腐蝕性介質共存在管道中將會腐蝕碳鋼管道從而存在造成油氣田停產並影響環境的事故。海底管道內腐蝕控制可採用的防腐措施分為耐蝕合金和改變腐蝕環境兩類，主要包括:碳鋼內襯耐蝕合金(CRA)管道；油、氣進行脫水處理；添加pH穩定劑以控制物流的pH值；採用碳鋼+內腐蝕裕量+緩蝕劑；脫除物流中的腐蝕性介質等方法。其中，採用碳鋼內襯耐蝕合金(CRA)管道；油、氣進行脫水處理、脫除物流中的腐蝕性介質技術可行但投資大，部分海上油田將因投資超過其承受能力而不能開發。添加PH穩定劑，控制物流的PH值技術應用受到地層水性質限制不能廣泛應用。碳鋼+內腐蝕裕量+緩蝕劑技術如果不採取其它措施難以保證高含CO2介質的油水混輸管道在全生命周期中的安全運行，因此，尋求一種降低海底油水混輸管道腐蝕的綜合技術是非常必要的。
發明內容
本發明的目的是提供一種防止海底油水混輸管道腐蝕的方法及流程，該方法和流程的成本低廉、技術可行、便於海上油田開發應用。本發明所提供的一種防止海底油水混輸管道腐蝕的方法，包括如下步驟:將油井產出的原油輸入至第一油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第一油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相輸入至第二油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第二油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相經與乳狀液穩定劑混合後輸入至海底油水混輸管道中，即可防止所述海底油水混輸管道的腐蝕。上述的方法中，所述第一油氣水三相分離器中的操作壓力可為500 700kPaA，操作溫度可為80 90°C，如在700kPaA和85°C的條件下進行操作。上述的方法中，經所述第一油氣水三相分離器分離得到的含水油相中，水的質量百分含量可為25% 30%，如30%。上述的方法中，所述第二油氣水三相分離器中的操作壓力為101.3kPaA 150kPaA，操作溫度可為80 90°C，如在130kPaA和90°C的條件下進行操作。上述的方法中，經所述第二油氣水三相分離器分離得到的含水油相中，水的質量百分含量可為15% 20%，如15%。 上述的方法中，所述原油中CO2的質量百分含量與經所述第二油氣水三相分離器分離得到的含水油相中CO2的質量百分含量的比值不小於1:0.27。上述的方法中，所述乳狀液穩定劑為以碳酸氫鈉為主要成分的無機鹽型、弱鹼性油包水型乳狀液穩定劑，如碳酸氫鈉水溶液，進而在管輸壓力、溫度及輸送時間的條件下油水以油包水乳狀液的形式在管內流動，以避免游離水的存在對海底管線產生腐蝕。所述乳狀液穩定劑添加的質量濃度為0.75% 1%，但不為0.75%。本發明同時考慮了添加了穩定劑的乳狀液在中心處理平臺或浮式生產儲油裝置的脫水條件下能夠脫水達標。既要在管輸過程中達到乳狀液穩定的目標，同時又不可使乳狀液過於穩定，以免其在進一步處理時脫水困難。本發明具有以下優點:1、本發明 提供的防腐蝕方法，可使高含CO2腐蝕性介質的海上油田採用碳鋼海底管道實現油水混輸，可大幅度降低海底管道投資，提高油田開發的經濟效益，其方法簡單，操作方便。2、本發明適用於設油氣分離的井口平臺+中心平臺或浮式生產處理設施的油田開發模式，在降低海底管道腐蝕性氣體和水量的同時可減少平臺的面積，改善海底管道內腐蝕環境，提高海底管線運行可靠性。其中低壓分離步驟用於海底管道防腐已成功應用多個海上油田開發項目，低壓分離、油包水型乳狀液穩定技術也已經實驗驗證並在南海某油田開發工程中應用。本發明可以廣泛用於油水穩定乳狀液穩定含水率為15 20%、管輸距離在IOkm以內的海上油田開發,成本低廉,前景廣闊。3、在不大量增加設備的情況下，藉助現有設備進行適當改造，便可實現減少因CO2而造成的腐蝕，成本很低廉；4、本發明可應用於陸地管道、城市生活管道等有關領域，應用前景廣闊。
圖1為利用本發明的方法防止海底油水混輸管路腐蝕的流程圖。
具體實施例方式下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規方法。下述實施例中所用的材料、試劑等，如無特殊說明，均可從商業途徑得到。按照圖1所示的流程圖來防止海底油水混輸管道的腐蝕。如圖1所示，在海上平臺上安裝第一級油氣水三相分離器和第二級油氣水三相分離器，將井口產出的原油(該原油中CO2的質量百分含量為0.15%，水的質量百分含量為90%)輸入至第一油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離,其中第一油氣水三相分離器中的操作壓力為700kPaA，操作溫度為85°C。經第一油氣水三相分離器分離得到含CO2的氣相進行排空，分離得到的水相去生產水系統，分離得到的含水油相輸入至第二油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離，且其中經該步分離得到的含水油相中水的質量百分含量為30%。第二油氣水三相分離器中的操作壓力為130kPaA，操作溫度為90°C ;經第二油氣水三相分離器分離得到的含CO2的氣相進行排空，經測定，分離後得到的含水油相中水的質量百分含量為15%，CO2的質量百分含量為0.03%以下。在海底管道入口向該含水油相中注入碳酸氫鈉的水溶液，其中碳酸氫鈉的質量百分含量為70%。
通過變化添加的油包水型乳狀液穩定劑的量和實驗溫度，考察實驗效果，實驗結果如表I中所示。其中表中的「穩定」狀態是指在相應的處理條件和管輸時間內，該油和水的溶液仍然呈現油包水的狀態，即沒有游離水的析出；表中的「脫出30%」是指在相應的處理條件和管輸時間內，測得油和水的溶液仍然呈現部分油包水的狀態，但有30%的游離水析出。由表中數據可得知，乳狀液穩定劑(碳酸氫鈉水溶液)的質量添加濃度不能低於0.75%(即在輸送的含水油相中的質量含量)。上述實施例中，通過添加乳狀液穩定劑，使其形成油包水型乳狀液，阻止乳狀液中游離水的析出，同時，使海底管道中原油的CO2含量較小，進而大大降低了生成碳酸的可能性，可減少海底管道的腐蝕，可提高其使用壽命。表I油包水型乳狀液穩定劑管輸穩定性實驗數據
權利要求
1.一種防止海底油水混輸管道腐蝕的方法，包括如下步驟: 將油井產出的原油輸入至第一油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第一油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相輸入至第二油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第二油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相經與乳狀液穩定劑混合後輸入至海底油水混輸管道中，即可防止所述海底油水混輸管道的腐蝕。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於:所述第一油氣水三相分離器中的操作壓力為500 700kPaA操作溫度為80 90°C。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於:經所述第一油氣水三相分離器分離得到的含水油相中，水的質量百分含量為25% 30%。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特徵在於:所述第二油氣水三相分離器中的操作壓力為101.3kPaA 150kPaA，操作溫度為80 90°C。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特徵在於:經所述第二油氣水三相分離器分離得到的含水油相中，水的質量百分含量為15% 20%。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特徵在於:所述原油中CO2的質量百分含量與經所述第二油氣水三相分離器分離得到的含水油相中CO2的質量百分含量的比值不小於 1:0.27。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特徵在於:所述乳狀液穩定劑為弱鹼性油包水型乳狀液穩定劑。
8.根據權利要求7所述 的方法，其特徵在於:所述乳狀液穩定劑添加的質量濃度為·0.75% 1%，但不為 0.75%。
全文摘要
本發明公開了一種防止海底油水混輸管道腐蝕的方法及流程。包括如下步驟將油井產出的原油輸入至第一油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第一油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相輸入至第二油氣水三相分離器中進行油氣水三相分離；經所述第二油氣水三相分離器分離得到的氣相進行排空，分離得到的水相進行收集，分離得到的含水油相經與乳狀液穩定劑混合後輸入至海底油水混輸管道中，即可防止所述海底油水混輸管道的腐蝕。本發明提供的防腐蝕方法，可使高含CO2腐蝕性介質的海上油田採用碳鋼海底管道實現油水混輸，可大幅度降低海底管道投資，提高油田開發的經濟效益，其方法簡單，操作方便。
文檔編號C23F15/00GK103233233SQ201310135948
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月18日 優先權日2013年4月18日
發明者周曉紅, 周偉, 陳宏舉, 張琦, 範模, 陳榮旗, 路宏, 陳晶華 申請人:中國海洋石油總公司, 中海油研究總院