油田埋地管道腐蚀老化治理实践与高后果区风险防控研究

0 引言

在“十四五”期间，我国大力推动油气管网基础设施建设，“全国一张网”建设稳步推进 ，新建管道总里程不断增加，油气管网布局持续优化。某采油厂作为重要的产油区域，自开发以来已构建起庞大的埋地管网系统。截至 2024 年底，其 15 年以上服役管道长度占管网总量的一定比例（如 33.9% 左右），其中油集输管道服役超 15 年的占比也较高（例如 43.2% 左右）。随着油田开发进入特高含水期（综合含水达到 95.06% 左右 ），管道腐蚀穿孔问题愈发严重，管道失效次数不断上升，不仅造成原油损失，还对周边人口聚居区和生态环境构成安全威胁。在国家对能源安全和生态环保日益重视的大环境下，面对“管道老龄化加剧”与“安全环保标准提升”的双重挑战，构建科学有效的腐蚀防控体系迫在眉睫。

1 管道失效治理的紧迫性分析一是安全环保风险凸显

管道穿孔引发的原油泄漏已造成多起环境污染事件。例如，2020年在某区域发生的泄漏事故，导致大面积水域污染，治理费用高昂（达 1200 万元左右）。高压注水管网在高后果区的泄漏风险更为突出，如某镇区域有大量管道穿越居民区，一旦破裂，形成的喷射流可能引发建筑坍塌等严重次生灾害，对居民生命财产安全构成极大威胁。

二是生产运维成本激增

2021 年，管道维修投入大量人力（达1.8 万人次左右 ），占基层班组工作量的 42% 左右 ，致使原油生产时率下降（约 3.7% ）。维修作业消耗大量设备，直接成本较 2015 年大幅增长（增长 210% 左右），其中聚驱管道维修成本占比高达 67% 左右，给油田生产运营带来沉重经济负担。

三是人力资源矛盾加剧

基层员工数量较 2010 年明显减少（减少 38% 左右 ），但管道巡检工作量却因老化问题大幅增加（增加 55% 左右）。目前单井管道巡检时长显著增加（从 2015 年的 15 分钟 / 井增至 32 分钟 / 井），人力缺口导致部分管道（ 23% 左右 ）未能按规范完成季度巡检，影响管道安全监测与维护。

2 管道失效机理与高后果区特征分析一是多维腐蚀机理揭示

土壤电化学腐蚀：通过对众多点位（如 474 处）的土壤电阻率测试发现，约 50% 区域的土壤电阻率 <20Ω⋅m ，在沼泽地带，土壤含水率达 35%-42% ，形成强电解质环境。埋深 1.2m 处的管道年均腐蚀速率达 0.12mm/a 左右，远高于干燥区域。

防腐层失效：在检测的 199km 管道中，泡沫黄夹克防腐层破损密度较高（达 12.51 处 /km ），由于施工质量缺陷， 37% 左右 的破损点集中在焊口区域，大大降低了防腐效果。

聚驱介质腐蚀：某区域聚驱管道内检测显示，SRB 细菌含量达1.2×10⁶ 个 /mL 左右 ，聚合物降解产生的 C0₂ 使介质 pH 值降至 5.2左右 ，形成“细菌 - 电化学”协同腐蚀，管道壁厚年均减薄 0.38mm 左右。

二是高后果区风险图谱构建

人员密集区：某区域存在大量管道（ 1399km 左右）穿越，其中部分管道（104 条左右）存在占压问题。 2014-2021 年累计失效次数众多（10862 次左右），2021 年失效率超出油田平均水平 168% 左右，安全隐患极大。

环境敏感区：某湿地生态保护区有大量管道（ 3000km 左右）穿越，2021 年失效次数达 2252 次左右，每次泄漏平均造成一定量原油（1.2t 左右）进入水体，治理成本高昂（35 万元/ 次左右）。

3 管道腐蚀防控体系的构建与实施一是全生命周期管理机制创新

建立“五维评估模型”，将区域风险等级、服役年限、腐蚀速率、运行参数、维护记录纳入量化评估，形成管道更换优先级矩阵。高后果区严格执行“3 年一评估、5 年一检测”机制，一般区域实施“5 年一评估、10 年一检测”，实现管道全生命周期的科学管理。

二是关键技术集成应用

检测技术升级：采用高精度的涡流检测技术（精度 ⩾0 .4mm）完成站外部分管道（6km 左右）检测，定位准确率达 92% 左右；运用超声导波技术实现站内 17km 左右 管道的全覆盖检测，缺陷识别率提升至 88% 左右。

修复技术创新：在敏感地带应用翻返内衬修复技术，对部分管道（27 条， 10km 左右）修复后运行多年（3 年）无失效；采用废弃表外套管辅助阳极技术保护一定长度管道（ 56.8km 左右 ），使保护电位维持在合理区间（ （-1.1V^～-0.85V） ）。

阴极保护强化：新建多套（60 套）强制电流阴极保护系统，使高后果区保护率达 100% ，管道腐蚀速率有效降至 0.05mm/a 以下。

三是工程实施成效

“十四五”期间累计投资对管道进行更换和检测修复（投资4.7 亿元左右 ，更换管道 1058km 左右，检测修复 1165km 左右 ），使管道新度系数从0.38 左右 提升至0.57 左右 。2022 年数据显示，高后果区失效率较 2019 年大幅下降（下降 52.4% 左右），年节约维修成本可观（8600 万元左右），环境事件发生率显著下降（下降 78% 左右），取得了良好的经济和环境效益。

4 结论与建议

本研究构建的“机理诊断 - 技术适配 - 系统治理”模式在某采油厂成效显著，核心技术指标达到国内领先水平，也符合“十四五”期间能源行业安全与技术发展的趋势。建议在同类油田推广应用时：

一是建立区域腐蚀数据库，利用数字化手段实现管道风险的动态预警；二是响应国家绿色发展和技术创新导向，加大非金属管道在聚驱系统的应用比例；三是顺应智能化发展潮流，构建“物联网 + 智能检测”的智慧运维平台。该研究成果为老油田管道安全运维提供了系统化解决方案，对保障国家能源安全与生态环境可持续发展具有重要意义，助力我国“十四五”能源发展目标的实现。

参考文献

1. 王荣、杨爱民、雒设计、刘文婷 . 管道的腐蚀与控制 . 西北工业大学出版社 .2013：24、56

2. 王强 . 管道腐蚀与防护技术 . 机械工业出版社 .2016：38-40、76

作者简介：杨宇 ：男，1988 年 4 月 18 日出生，籍贯山东阳谷县人，2011 年毕业于山西财经大学，现从事油气地面工程研究工作。