海上油气田设备设施腐蚀与防护

　　本书主要介绍海上油气田设备设施的腐蚀问题与防护现状，包含的内容为生产系统的基本组成、生产系统面临的腐蚀环境与挑战、生产系统各单元的腐蚀特点、生产系统面临的主要腐蚀类型与防护手段、生产系统的腐蚀监检测技术、生产系统缓释剂技术、生产系统阴极保护技术、生产系统腐蚀完整性管理及腐蚀完整性管理平台建设与应用。本书列举了海上油气田设备设施腐蚀与防护的生动案例，可借鉴性强，对海上油气生产设施设备腐蚀管理具有较强的参考价值。 本书可供从事海上油气田开发生产、设计、工程技术人员、运行管理人员使用，也可作为腐蚀防护专业院校师生或研究人员的参考资料。

　　田宇，中海石油（中国）有限公司湛江分公司，高级工程师，中海石油（中国）有限公司湛江分公司生产部生产经理，2017年获石油大学（北京）石油与天然气开发工程专业硕士学位。 自2004年开始，长期致力于海上油气田开发、生产节能与技术研究，研究方向涉油气处理储运工艺与节能新技术的引进及推广应用。研究内容包括绿色低碳智能油气田建设、海管腐蚀控制管理、化学药剂全寿命周期管理、海上油气田放空天然气综合利用、余热利用节能技术、油气田地面除砂工艺、生产水精细处理等。近5年来曾获中海石油（中国）有限公司湛江分公司科技进步奖1项、技术革新奖2项；发明专利2项，软件著作权1项。

第1章海上油气田生产系统简介
1.1概述001
1.2生产系统的组成004
1.3油气开采004
1.3.1井下生产管柱004
1.3.2水下生产系统004
1.4油气处理006
1.4.1汇集管线006
1.4.2三相分离器006
1.4.3气相管线008
1.4.4水相管线008
1.4.5油相管线008
1.5外输009
1.5.1海底管道009
1.5.2立管010

第2章海上油气田生产系统面临的腐蚀环境与挑战
2.1海上油气田生产系统的内腐蚀环境012
2.2海上油气田面临的外部海洋及海洋大气腐蚀环境015
2.3海上油气田自身结构特点带来的腐蚀挑战015

第3章海上油气田生产系统各单元的腐蚀特点
3.1井下生产管柱017
3.1.1钻杆的腐蚀与断裂017
3.1.2油管柱的腐蚀与断裂017
3.1.3套管及油套环空的腐蚀与断裂019
3.1.4筛管和尾管等其他结构的腐蚀019
3.1.5井下工具的腐蚀020
3.2水下生产设施020
3.2.1水下井口采油树的腐蚀020
3.2.2水下管汇及跨接管的腐蚀021
3.2.3水下连接器的断裂022
3.2.4水下生产设施结构件的腐蚀022
3.2.5脐带缆的腐蚀022
3.3海底管道023
3.3.1原油及油气水混输海底管道的腐蚀023
3.3.2天然气海底管道的腐蚀026
3.3.3注水管线的腐蚀027
3.3.4特殊材质海底管道的腐蚀027
3.4立管类结构029
3.4.1立管类结构的海水飞溅区腐蚀029
3.4.2立管水面以下部分的腐蚀031
3.4.3沉箱结构的腐蚀032
3.4.4泵护管的腐蚀033
3.4.5隔水套管的腐蚀033
3.5导管架结构035
3.6平台上部设施037
3.6.1井口采油树和管汇的腐蚀037
3.6.2工艺管线的腐蚀037
3.6.3容器类结构的腐蚀039
3.7浮式游轮和系泊线缆系统040

第4章海上油气田面临的主要腐蚀类型与防护手段
4.1海洋大气腐蚀及涂料防护042
4.1.1海洋大气腐蚀042
4.1.2涂料防护043
4.2海水飞溅区腐蚀及其防护047
4.2.1海水浪花飞溅区腐蚀047
4.2.2腐蚀防护技术048
4.3海水腐蚀及生物防污052
4.3.1海水腐蚀性052
4.3.2海洋生物污损影响053
4.3.3海洋生物防污技术053
4.4深水环境下的腐蚀与氢致应力开裂056
4.4.1深水环境下的腐蚀056
4.4.2深水环境下的氢致应力开裂059
4.5油气介质的CO2-H2S腐蚀及其防护059
4.5.1CO2-H2S腐蚀概述059
4.5.2CO2-H2S腐蚀影响因素059
4.5.3CO2-H2S腐蚀控制措施063
4.6多相介质流动影响下的各类腐蚀063
4.6.1流态概述063
4.6.2各种腐蚀类型064
4.7油气生产中的微生物腐蚀与防护066
4.7.1微生物腐蚀概述066
4.7.2SRB与腐蚀性气体CO2的关系067
4.7.3微生物腐蚀控制措施070
4.8开排罐或海水侵入的溶解氧腐蚀070
4.8.1溶解氧的腐蚀070
4.8.2海水溶解氧的去除071
4.8.3氧气腐蚀控制073
4.9材质组合引起的电偶腐蚀与防护073
4.9.1电偶腐蚀概述073
4.9.2电偶腐蚀的防护074
4.10结构特点引起的缝隙腐蚀与防护074
4.10.1缝隙腐蚀概述074
4.10.2缝隙腐蚀原理075
4.10.3缝隙腐蚀防护076
4.11H2S及其他介质引起的环境敏感断裂077
4.11.1环境敏感断裂概述077
4.11.2硫化氢导致氢损伤腐蚀过程077
4.11.3CO2气体导致的开裂079
4.11.4硫化物应力开裂酸性控制措施079

第5章海上油气田的腐蚀监/检测技术
5.1腐蚀监测技术080
5.1.1腐蚀挂片080
5.1.2电阻/电感探针082
5.1.3电化学方法086
5.1.4腐蚀电位监测法087
5.2腐蚀检测技术089
5.2.1现场调查法089
5.2.2红外热成像法090
5.2.3交流阻抗法091
5.2.4其他无损检测方法093

第6章海上油气田的缓蚀剂技术
6.1井下管柱的缓蚀剂技术097
6.1.1注入工艺097
6.1.2室内评价098
6.1.3效果评价098
6.2原油及混输系统的缓蚀剂技术101
6.2.1注入工艺101
6.2.2室内评价102
6.2.3效果评价104
6.3天然气系统的缓蚀剂技术107
6.3.1注入工艺107
6.3.2室内评价108
6.4缓蚀剂现场应用管理111
6.4.1药剂类型111
6.4.2药剂添加作业方案要求111
6.4.3作业准备工作111
6.4.4作业过程111
6.4.5防腐药剂评价112
6.4.6防腐药剂变更112
6.4.7缓蚀剂现场评价方法112
6.5化学药剂配伍性112

第7章海上油气田的阴极保护技术
7.1阴极保护技术原理与标准要求114
7.2导管架阴极保护技术应用与优化118
7.2.1基于数值模拟技术的阴极保护有效性评价方法119
7.2.2基于数值模拟技术的阴极保护有效性评价结果121
7.2.3基于数值模拟技术的优化改造124
7.3海底管道及水下设施的阴极保护126
7.3.1海管及其阴极保护系统126
7.3.2某海管及其阴极保护系统定期ROV检测及效果分析128
7.3.3阳极块更换方案设计133
7.4船体外壳的阴极保护技术141
7.5压载水舱阴极保护技术142
7.6系泊缆阴极保护技术143
7.7容器内壁阴极保护技术143
7.8陆地管线的阴极保护技术148
7.8.1油田管线阴极保护148
7.8.2陆上阴极保护有效性152

第8章海上油气田的腐蚀完整性管理
8.1完整性管理体系与标准158
8.1.1完整性管理体系158
8.1.2腐蚀完整性管理标准165
8.2腐蚀完整性的数据采集与风险评估167
8.2.1数据采集167
8.2.2腐蚀风险评估169
8.3海底管道的完整性检验评估172
8.3.1完整性检验评估要点172
8.3.2实施流程172
8.3.3完整性管理关注重点及管理策略174
8.3.4数据采集与整合174
8.3.5高后果区识别175
8.3.6风险评估176
8.3.7风险控制措施与基于风险的管理计划179
8.3.8内检测181
8.3.9外检测183
8.3.10完整性评价185
8.3.11维修与维护188
8.3.12效能评价190
8.4工艺设施的完整性检验与评估191
8.4.1工艺设施的对象191
8.4.2完整性检验评估要点191
8.4.3实施流程191
8.4.4风险识别191
8.4.5风险分析与评价193
8.4.6制定风险控制措施199
8.4.7制定风险控制措施199
8.4.8绩效考核202

第9章腐蚀完整性管理平台建设与应用
9.1背景204
9.2概述204
9.3功能介绍205
9.3.1用户管理205
9.3.2密码管理206
9.3.3油田业务基础信息配置207
9.3.4腐蚀管理208
9.3.5腐蚀预警管理212
9.3.6报告查询214
9.3.7油田腐蚀信息查询管理217
9.3.8行业标准220

参考文献221