注水管線清洗事故

注水管線清洗事故李宗田教授2023年3月前言管線沿程水質(zhì)不斷惡化；形成垢下腐蝕；注水管網(wǎng)壓降損失增大。注水管線結(jié)垢主要危害:

主要內(nèi)容事故根本情況介紹事故發(fā)生原因分析事故給大家的啟示事故介紹1997年9月15日，文明寨油田明5號站清洗文注三線注水干線，采用鹽酸加剝離劑的酸液體系為清洗液；17：00左右：酸液從文明注水站打入，打完后開始反響；23：00左右：配水間閥門絲杠刺漏，刺漏的水、氣將站內(nèi)值班人員共1人熏倒；同時采油隊值班干部某技術(shù)員，夜巡到此站，聽到有刺漏聲后進入站內(nèi)查看被熏倒；稍后值班司機見技術(shù)員沒有出來，進入站內(nèi)查看也被熏倒；23：30左右：工藝所人員到此站，此時刺漏現(xiàn)象有所降低，進站發(fā)現(xiàn)被熏倒的3人，經(jīng)搶救無效死亡。主要內(nèi)容事故根本情況介紹事故發(fā)生原因分析事故給大家的啟示事故分析水樣分析取樣地點離

子

含

量(mg/L)

K++Na+Ca2+Mg2+Cl—SO42-HCO3-CO32-OH-礦化度PH值水型明二污來水239203827703880038146200647006.0CaCl2濾后232006602713690092858.133.10620007.2CaCl2產(chǎn)出水水溫41-43℃懸浮固體含量40-60mg/LSO42-含量到達400mg／LSRB〔硫酸鹽復(fù)原菌〕>100個/ml產(chǎn)出水中硫化物含量12mg/L濾后水中硫化物含量2-3mg/L事故分析水樣分析事故分析垢樣分析廠名井號垢厚度mm結(jié)垢速率mm/a密度g/cm3垢成分及所占比例%碳酸鈣碳酸鎂碳酸亞鐵硫化亞鐵四氧化三鐵酸不溶物石油三廠M216（內(nèi)壁）88.242.8326.47.3/61.3/2.52.5三廠M216（外壁）22.312.7555.510.42.526.9/3.51.2根據(jù)垢的礦物分析，可以看出垢樣的組成以硫化亞鐵、碳酸鈣為主

2HCl+FeS=FeCl2+H2S↑

2HCl+CaCO3=CaCl2+CO2↑+H2O2HCl+FeCO3=FeCl2+CO2↑+H2O2HCl+MgCO3=MgCl2+CO2↑+H2O8HCl+Fe3O4=FeCl2+2FeCl3+4H2O事故分析注入鹽酸后管線內(nèi)發(fā)生的主要化學反響：結(jié)垢速率8.24mm/a，投產(chǎn)10年，垢厚度約為82.4mm；管線外徑219mm、壁厚18mm；注水管線長度2.8千米；垢的密度為2.83g/cm3；垢中FeS質(zhì)量百分含量61.3%。事故分析管線內(nèi)垢的質(zhì)量:G垢=п(R2-r2)Lρ=3.14*〔0.09152-0.00912〕*2800*2830=206噸管線內(nèi)硫化亞鐵的質(zhì)量：GFeS=206*0.613=126.28噸管線內(nèi)硫化亞鐵完全反響生產(chǎn)硫化氫氣體的體積：VH2S=22.4GH2S=22.4*〔126.28*34〕/88*1000=109.3*104立方米事故分析事故分析H2S相對濃度危險度極高濃度H2S導(dǎo)致人員死亡主要內(nèi)容事故根本情況介紹事故發(fā)生原因分析事故給大家的啟示事故啟示通過對產(chǎn)出水前期處理提高注入水質(zhì)量化學處理時參加化學藥劑抑制硫化氫氣體的產(chǎn)生與釋放采用非化學方法防止有害氣體的產(chǎn)生能夠防止本次事故發(fā)生嗎？事故啟示注入水水質(zhì)主要控制指標標準(A2級)一、提高注入水質(zhì)量降低注入水中固體顆粒及固體懸浮物含量提高污水站沉降罐的除油效果摸索殺菌劑加藥點、加藥量、聯(lián)合殺菌效果，減少SRB菌落數(shù)化學方法：鹽酸等清垢劑物理方法：高壓水射流機械方法：“豬〞--塞子事故啟示二、合理選擇清洗方法注水管線清洗主要有三種方法：事故啟示1、化學方法化學清洗作為一種成熟有效的清洗技術(shù),在油田注水干線及單井注水管線清洗中應(yīng)用十分普遍。優(yōu)點：技術(shù)成熟，操作簡單；適用范圍廣，可用于支線多的主干線以及分叉、起拱、變徑多的注水管網(wǎng)。事故啟示1、化學方法缺點：腐蝕管線、本錢高；對結(jié)垢嚴重的高壓注水管線,化學清洗只能去除注水管線下部的垢物,對中上部的除垢率很低，在管線末端由于清洗液除垢效力已減弱,除垢率也較低；污染環(huán)境,清洗過程中所產(chǎn)生的大量的殘酸溶液對水土污染嚴重,并污染大氣；反響生成的硫化氫為劇毒物質(zhì),直接威脅到施工人員的生命平安。事故啟示1、化學方法——酸液+H2S抑制劑法酸液清洗劑中的H2S抑制劑,在硫化物與酸反響的同時,能迅速有效地將硫離子轉(zhuǎn)化為其它存在形式并被清洗劑所吸收,從而有效阻止硫化氫氣體的形成。H2S抑制原理：通過參加氧化劑,將S2-轉(zhuǎn)化為S6+。例如：5S2-+8ClO2+4H2O==5SO42-+8Cl-+8H+事故啟示1、化學方法——酸液+H2S抑制劑法中石化中原油田采油四廠文南油田自實施管線清洗措施以來,共出現(xiàn)過6人中毒,3人送醫(yī)院治療的情況。在以往注水管線常規(guī)清洗過程中,未進行空氣中的硫化氫濃度監(jiān)測,但從曾出現(xiàn)人員中毒昏迷現(xiàn)象推測,其濃度估計在300mg/m3以上。而應(yīng)用防污染化學清洗技術(shù)以后,實測空氣中硫化氫濃度最高為5mg/m3,比應(yīng)用前大大地降低了,且低于1998年中原油田局印發(fā)的《管道清洗劑評價及管線化學清洗質(zhì)量驗收方法》所規(guī)定的不超過10mg/m3的技術(shù)標準。改進后的化學清洗方法大大保障了施工人員的平安。H2S抑制劑應(yīng)用效果事故啟示2、物理方法——高壓水射流技術(shù)適用于直徑在15-1000毫米之間的各類管孔堵死或半堵死及管孔周邊或底部結(jié)垢情況。應(yīng)用條件：清洗形式：清洗形式，以高壓軟管帶噴頭向周邊結(jié)垢噴射，靠噴射反力自動前進，清洗除垢。清洗效果：除垢效果極佳,清洗速度較快,除垢率到達98%以上。清洗前后比照圖事故啟示2、物理方法——高壓水射流技術(shù)技術(shù)優(yōu)點：技術(shù)缺點：操作簡單；除垢干凈；比化學清洗降低清洗費用50%以上。高壓水射流清洗技術(shù)一次清洗管線長度有限，一般小于150米；清洗長距離管線時需將管線多處切割開窗,不便在長距離的注水管線清洗方面推廣應(yīng)用。事故啟示3、機械方法——“豬〞--塞子法技術(shù)原理：根據(jù)垢質(zhì)及管徑不同，采用空穴射流清管器、環(huán)形水刀、清管刀球、水錘等儀器，單獨或組合使用，以水或氣為動力〔壓力為0.5～3MPa〕推動清管器在管線內(nèi)運動，快速流暢地通過各種彎管，刮削管壁污垢,將堆積在管線內(nèi)的污垢及雜物推出管外，實現(xiàn)清管解堵作業(yè)。通過安裝電子發(fā)射定位裝置適時監(jiān)控運行狀態(tài)，且可雙向行走，遇到阻卡可原路徑退回。事故啟示3、機械方法——“豬〞--塞子法〔1〕能到達最理想的清洗效果，完全呈現(xiàn)金屬管壁；〔2〕可清洗近乎堵死的管線；〔3〕能去除各種垢質(zhì)，尤其是硅酸鹽、硫酸鹽、碳酸鹽等頑垢；〔4〕通過性能好，沒有彎管數(shù)量限制，一旦卡阻，也不影響液體輸送，管線正常運行；〔5〕不阻塞管路，清管距離愈長愈見優(yōu)勢；〔6〕無需任何化學介質(zhì)，無環(huán)保平安隱患。技術(shù)優(yōu)勢：事故啟示3、機械方法——“豬〞--塞子法與化學清洗和高壓水射流清洗相比,該技術(shù)具有清洗管徑范圍大、清洗管線長、對被清洗管線無腐蝕和破壞、對環(huán)境污染小、本錢低、清垢徹底等優(yōu)點。事故啟示3、機械方法——“豬〞--塞子法2006年11月，清洗中原油田XX采油廠第五作業(yè)區(qū)高壓注水管線，

管徑從Ф114到Ф245，合計21.3km，垢質(zhì)主要是碳酸鹽，堅硬。清洗順利，干凈徹底。應(yīng)用實例：單井注水管線清垢前后比照圖注水干線清垢前后比照圖事故啟示三、減少注水管線大港油田采油三廠六區(qū)小集油田摻水簡化節(jié)能工程的成功投運，結(jié)束了這個油田摻水系統(tǒng)干線、摻水泵、摻水加熱爐運營的歷史。此工程實施后，不但節(jié)省了小集油田18公里摻水干線漏失費用，且摻水加熱爐停爐后，每天可節(jié)約2000立方米天然氣用于發(fā)電創(chuàng)效；摻水泵停用后，每天節(jié)電1600度，同時也防止了維修及更新費用的發(fā)生。事故啟示三、減少注水管線小集油田摻水簡化節(jié)能工程是一項創(chuàng)新性的工藝改造，它充分利用電泵液壓力高、溫度高等特點，實施反