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油田用高壓玻璃鋼管道市場分析<p></p></P>
第一章 綜述<p></p></P>
1</B>、高壓玻璃鋼管道的歷史<p></p></B></P>
高壓玻璃鋼管道是由在纏繞設(shè)備上浸漬了高粘結(jié)能力的低黏度樹脂基體的高強度玻璃纖維按設(shè)定的角度和鋪層纏繞于芯模上,經(jīng)固化、脫模、加工制得。其最大特點是優(yōu)良的耐腐蝕性能、高耐久性和輕質(zhì)高強。</P>
玻璃鋼管在油田防腐蝕方面的應(yīng)用,與其它防腐蝕措施對比,綜合成本低,技術(shù)經(jīng)濟效益好。玻璃鋼管已經(jīng)成為控制油田腐蝕用量最大、最有前途的非金屬管。</P>
20世紀(jì)50年代中期,纖維纏繞環(huán)氧玻璃鋼管開始在美國的一些油田應(yīng)用,相繼用于輸送管線、油管和套管。</P>
80年代初,美國石油學(xué)會先后制定了高壓玻璃鋼線管、油管、套管等相應(yīng)的API規(guī)范;80年代末,又進行了相應(yīng)的修改。這些規(guī)范對石油工業(yè)用玻璃鋼的材料選用、成型方法等都作了相應(yīng)的規(guī)定,標(biāo)志著石油行業(yè)對高壓玻璃鋼管的認(rèn)可,促進了高壓玻璃鋼管的應(yīng)用和發(fā)展。</P>
60年代到80年代是美國油田應(yīng)用玻璃鋼管的高峰期。只要玻璃鋼管能承受的壓力和溫度的場合,都最大限度地取代了鋼質(zhì)管道。由于美國產(chǎn)油量的下降(而不是產(chǎn)品問題或革命性更強的產(chǎn)品出現(xiàn)),86年開始使用量有所回落。</P>
總體來說,高壓玻璃鋼管應(yīng)用于油田防腐,在發(fā)達國家已是應(yīng)用非常成功的成熟技術(shù)。對我國油田來說,它也是非常有前途的技術(shù)產(chǎn)品(根據(jù)我國和美國玻璃鋼發(fā)展對比預(yù)測:我國應(yīng)在2010-2020年是使用高峰,現(xiàn)在到2010年是高速增長期)。</P>
玻璃鋼管為什么具有如此強大的革命力?</P>
2</B>、高壓玻璃鋼管的特點<p></p></B></P>
優(yōu)良的耐腐蝕性能</P>
與鋼質(zhì)管道相比,具有優(yōu)越得多的耐腐蝕性能,如對各種強酸強堿、各種無機鹽的溶液、氧化介質(zhì)、硫化氫、二氧化碳、各種表面活性劑、聚合物溶液、各種有機溶劑等等,只要選擇好樹脂基體,玻璃鋼管都可以長期耐受。</P>
耐疲勞性能好,使用壽命長</P>
一則是由于其優(yōu)異的耐腐蝕性能,再則是由于其優(yōu)良的界面粘結(jié)性能,高壓玻璃鋼管的設(shè)計使用壽命大于20年,而實際上,往往在使用了30多年以后還完好無損,并且在其使用壽命內(nèi)是免維修的。</P>
承壓能力高</P>
高壓玻璃鋼輕質(zhì)高強,參見下表:(略,不支持表格所致)</P>
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高壓玻璃鋼管的正常壓力等級為3.5MPa-25MPa(最高可達35 MPa),與其他非金屬管道相比,耐壓能力高得多,應(yīng)用面也廣得多。</P>
耐熱性能</P>
就目前來說,世界所有商品玻璃鋼管的長期使用溫度還沒有超過115度(玻璃化轉(zhuǎn)變溫度160度左右),短期使用溫度沒有超過135度(Ameron技術(shù))。相對鋼質(zhì)管道來說,耐溫性能低得多,是其劣勢。但與其他非金屬管道相比還算耐熱性能好的。據(jù)了解,我國現(xiàn)有可以生產(chǎn)玻璃化轉(zhuǎn)變溫度230度的高壓管道的技術(shù)貯備,可將玻璃鋼管的長期耐熱溫度突躍提高到160-170度。從而大大擴展其應(yīng)用范圍,很好地解決深井等使用中急需解決的難題。</P>
比重輕</P>
高壓玻璃鋼管的比重為2.0左右,約為鋼管的1/4。故運輸方便,安裝簡單,不需要大型、復(fù)雜安裝設(shè)備。DN100以下的管線只需3個人和一些配套的簡單工具即可。</P>
不易結(jié)垢結(jié)蠟、流動阻力小</P>
由于玻璃鋼管內(nèi)壁光潔度高及其特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu),故蠟微晶非常難以在玻璃鋼管內(nèi)表面析出和長大。其水力學(xué)指標(biāo)哈森—威廉斯系數(shù)為150。內(nèi)壁光潔可以降低泵送功率,節(jié)約輸送能耗(參見下圖略)。</P>
聯(lián)接方式簡捷、強度高</P>
高壓玻璃鋼管采用API 5B 標(biāo)準(zhǔn)8扣油管圓螺紋接頭進行安裝連接(2吋以下采用10扣油管圓螺紋),方便快捷,可靠性好。</P>
3</B>、高壓玻璃鋼管在油田的應(yīng)用<p></p></B></P>
根據(jù)已有的工程經(jīng)驗和玻璃鋼管的工程實用性,高壓玻璃鋼管被推薦應(yīng)用于油田如下5個方面:</P>
(1) </B>較淺井的生產(chǎn)油管<p></p></B></P>
(1.1)含二氧化碳的自噴井</P>
(1.2)無桿采油井</P>
(1.2.1)氣舉采油井</P>
(1.2.2)電潛泵采油井</P>
(1.2.3)直線電機抽油泵油井</P>
(1.3)天然氣井</P>
當(dāng)溫度低于95度,井底壓力小35MPa、井深小于3000m時,建議采用玻璃鋼油管。就目前來說,全世界能滿足的最高使用溫度110度左右,所以更深的井或更高溫度的井還不得不采用鋼質(zhì)油管。另一方面,目前深層氣井越來越多,最高級的合金鋼也只能有1-2年使用壽命,故耐高溫腐蝕的玻璃鋼油管應(yīng)是我國管道企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。</P>
(2) </B>含腐蝕介質(zhì)的油田地面管線<p></p></B></P>
(2.1) 出油管線</P>
(2.2) 集輸管線</P>
(2.3) 對水質(zhì)有要求的管線</P>
(2.4) 輸送鹽水管線</P>
(2.5) 污水回注管線</P>
(2.6) 污水處理站內(nèi)管道</P>
(2.7) 外腐蝕嚴(yán)重的埋地管道</P>
(2.8) 煉化廠內(nèi)腐蝕介質(zhì)的輸送管線</P>
(3) </B>提高采收率的注入管<p></p></B></P>
提高采收率的方法有:注水、注二氧化碳、注聚合物、以及三元復(fù)合驅(qū)油,由于介質(zhì)的腐蝕性越來越強,導(dǎo)致油管的腐蝕更加嚴(yán)重。使用</P>
(3.1)玻璃鋼高壓管做地面注入管線和</P>
(3.2)玻璃鋼油管做井下注入管是解決腐蝕問題的好措施。</P>
(4) </B>玻璃鋼套管<p></p></B></P>
(4.1)無油管產(chǎn)油井</P>
(4.2)無油管產(chǎn)氣井</P>
(4.3)觀察井的有其產(chǎn)出層段</P>
(4.4)腐蝕嚴(yán)重的生產(chǎn)井</P>
(4.5)大位移凈水平段</P>
(5) </B>海洋平臺用管<p></p></B></P>
(5.1)低壓玻璃鋼輸水管</P>
(5.2)隔離海水里管</P>
4</B>、高壓玻璃鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀和潛力<p></p></B></P>
高壓玻璃鋼管80年代初期開始在發(fā)達國家的油田、石化等領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用,其中美國在油田領(lǐng)域已累計應(yīng)用玻璃鋼管道100多萬公里,且以每年5%~10%的速度遞增。</P>
各種腐蝕問題、注水采油和三次采油工藝都是推動高壓玻璃鋼管在油田應(yīng)用的重要因素。</P>
高壓玻璃鋼管根本上解決了腐蝕問題</P>
世界各國的石油工業(yè),都受到化學(xué)腐蝕問題的困擾。例如勝利油田,腐蝕問題非常突出,有的鋼質(zhì)管道埋地40-50天即發(fā)生腐蝕穿孔;即使防腐處理較好的勝利油田的東辛采油廠,水質(zhì)礦化度高達10萬mg/升以上,運行三個月左右即發(fā)生腐蝕穿孔的情況并不少見。高壓玻璃鋼管材料本身即為耐腐蝕材料,從根本上解決了此問題。</P>
高壓玻璃鋼管改進了注水采油工藝</P>
對注水采油工藝來說,對水質(zhì)的要求非常嚴(yán)格,用于采油工藝的含油污水,其礦物質(zhì)含量每升不大于十幾毫克,顆粒也有相當(dāng)嚴(yán)格的要求。然而,經(jīng)過加工處理的水如果采用鋼管輸送,在經(jīng)過較長的管線后,管線可能生銹、剝落,掉入水中而污染水質(zhì)。這種含有鐵銹顆粒的水,在注水巖層過程中很容易引起巖層堵塞,造成所謂巖層中毒,使注水壓力急劇增加,嚴(yán)重者可使注水中斷,影響采油工藝的正常進行。由于高壓玻璃鋼管內(nèi)壁不銹蝕,始終光潔如初,大大改善了注水效果。</P>
高壓玻璃鋼管改進了三次采油工藝</P>
所謂三次采油,就是采用注入聚丙烯酰胺等聚合物或注入CO2等化學(xué)驅(qū)油物質(zhì),以增加油田的生產(chǎn)能力。由于中國的大多數(shù)油田都處于采油后期,目前廣泛進行三次采油。這種聚合物的水溶液,遇到鐵離子可能產(chǎn)生有害的化學(xué)反應(yīng),使聚合物降解,從而影響注聚效果。同樣,采用高壓玻璃鋼管避免了聚合物降解問題。</P>
近年來,我國東部油田多已進入后期開發(fā)。為了穩(wěn)定原油生產(chǎn),各油田普遍采用注水工藝來增加地層能量,提高產(chǎn)液量,從而達到穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)的目的。但是,由于我國淡水資源匱乏,所以在注水工藝中多采用污水回注,根據(jù)國內(nèi)某油田的調(diào)查研究表明,由于在回注的污水中含有大量的腐蝕性物質(zhì),如:H2S,SO2,NaCl,Ca2+等。這些物質(zhì)對金屬的平均腐蝕速度為每年1~1.7mm。</P>
我國目前80%的油井是靠注水采油,原油含水量達到90%以上。對目前國內(nèi)普遍采用的金屬鋼管腐蝕非常嚴(yán)重。</P>
為解決金屬管道防腐問題,急需采用玻璃鋼高壓管。但目前國內(nèi)只有美國獨資企業(yè)哈爾濱斯達公司和大慶漢維長垣公司兩家形成正常的生產(chǎn)能力,加上其它不成規(guī)模的企業(yè),年產(chǎn)合計不到2000公里。</P> |
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