摘要：本文主要通过实际案例来分析压缩天然气加气站地下储气井在长期运行过程中所出现的腐蚀问题，并对应的提出一系列相关的防护措施，以便为进一步提高对压缩天然气加气站地下储气井的安全运行，为我国加气站储气技术提供可靠的参考依据。
关键词：压缩天然气加气站；储气井；腐蚀现象；防护措施
压缩天然气加气站地下储气井是一种新型的储气装置，由于其一般深埋于地下，且所储藏的气体带有一定的腐蚀性和化学性，所以长期使用过后，储气井的内外壁就会出现不同程度的腐蚀情况，这就会增加储气的危险性，给人们的生命财产安全构成较大威胁。因此，当务之急，就是要针对天然气加气站地下储气井的腐蚀问题，寻找一条便捷有效的防护途径，这样才能确保储气井质量，满足我国压缩天然气的存储需求。
1.案例分析
某市压缩天然气加气站储气井属于一口强度试压不合格而报废的储气井。其历经了15个年头的使用期限，井深为175 m。另外，该储气井口封头管材和井底封头管材都采用了均为35CrMo，而套管材质则为28CrMo6。由于该井的外壁被高强度加固水泥所包覆，且套管连接方式以螺纹连接方式为主，所以要想对该井的腐蚀情况进行全面检测，其难度也是可想而知，相关检测单位为了能够将整套储气装置完整的提取出来，确保最终的检测结果，决定采取气割方式进行提取检测，并引入先进的带有能谱系统的XL-30FEG场发射扫描电子显微镜。
2.储气井腐蚀程度分析
2.1宏观检查
经相关检测人员的详细检测，发现该井井筒内壁覆盖着一层厚厚的没有刺鼻气味的黑色沉淀物。采用适量硝酸溶液对筒壁进行酸洗后，立即产生了刺鼻的臭鸡蛋气体，且发现井筒内壁存有明显的点蚀坑，厚度也呈明显减薄状态。另外，由于丼外壁被加固水泥所包覆，因此，包覆部位并未受到气体污染，而其它未包覆的部位则完全被腐蚀产物
所侵蚀，已经呈现出较厚的红褐色和点蚀坑。同时，据相关人员调查了解，该储气井在最初建造阶段，固丼方式采用了由上至下的浇灌方式，且要先利用潜水泵将井筒与基础井壁环空处的堆积淤泥进行彻底清理，这样才能保证最终的固丼质量。但由于丼环空区域较为狭窄，所以水泥浆很难直接从井口灌注到井底，这就导致井筒外壁水泥覆盖层的厚度出现不均匀的现象。
2.2微观检查
2.2.1腐蚀形貌分析
通过XL-30FEG场发射扫描电子显微境的扫描分析图形像可以得知，该储气井井筒内壁在机械清除黑色沉淀物后，依然还存有一定的残留疏松组织，且井筒内壁有很多大尺寸的凹坑和点蚀坑，并有裂纹存在，这足以说明该储气井井筒内壁腐蚀程度十分严重。另外，从显微镜照片上，还可以得知，该井筒外壁未受固井水泥包覆的部位已经被大量腐蚀产物所覆盖，且表面形成很多大尺寸凹坑，凹坑与基体间还伴有不规则的裂纹，这也足以证明该储气井井筒外壁腐蚀程度也是十分严重。
2.2.2表面产物分析
在该储气井腐蚀检测过程中，相关检测人员分别按照距表面深度对井筒内壁腐蚀产物提取了两份样本，对井筒外壁腐蚀产物提取了一份样。具体分析结果如表一所示。
第一，从表一分析结果可得知，井筒内壁表面的沉淀物中含有大量的C元素和S元素、O元素，但却没有任何Fe元素产生。这说明该井井筒内壁表面的沉淀物是因为外界因素而带入到丼内的。例如，压缩机出口的油气分离器，其若是除油不彻底，就会将压缩机润滑油气体带进储气井中，并仅仅附着在井筒内壁表面上；第二，从表一分析结果可得知，在井筒内壁靠近套管基体的沉淀物中出现了一定量的Fe元素，这证明该部位受到了气体的腐蚀。究其原因，主要是因为前期沉淀的压缩机润滑油以及天然气压缩后的脱水不彻底所致，进而使得部分游离水进入到储气井内，一旦与天然气中H2S和CO2相结合，则必定会对筒壁产生较大的化学腐蚀影响；第三，从表一分析结果可得知，井筒外壁腐蚀产物中还含有大量的Fe元素和O元素，这说明井筒外壁受到了严重的氧化腐蚀影响，而主要腐蚀产物就是Fe元素和O元素。究其原因，主要是因为固井质量不合格所致，进而使得地层水与O元素渗入到外筒中，导致井筒外壁出现严重的腐蚀现象。
表一
3.相关防腐蚀措施
3.1从前文分析结果可以得知，若该储气井内没有游离水进入，即使其筒内壁存有H2S等腐蚀性介质，也不会发生任何腐蚀现象。因此，只有大力控制游离水含量，这样才能降低该储气井的腐蚀程度。但大部分压缩天然气加气站都会设有深度脱水装置，且天然气露点也要按照相关要求低于-54 ℃。然而在运行使用过程中，却会因为气源含水量变化以及人为操作不规范等原因所影响而降低脱水装置的实效作用，这就会导致游离水的脱除效果大打折扣，进而造成井筒内壁出现严重的腐蚀情况。因此，基于这种问题，应在脱水装置出口处安装微量水分析仪和H2S检测仪，以便能够对天然气的水分含量以及H2S含量进行实时监控，并要求相关工作人员严格按照脱水装置的操作规程来对井底积液进行定期排除，这样才能改善现状，提高储气井的使用质量。
3.2为了彻底解决因固井质量不合格而引起的井筒松动、上串、下沉以及外壁腐蚀等问题。相关施工单位就要对传统固井方法进行全面的完善和创新，尽量要求施工人员按照由下至上的浇灌顺序来灌注水泥浆，并采取分层涂抹的方式进行筒壁加固，以便可以最大化确保水泥浆能够由井口通过环空直达井底，使其整个外壁都能被加固水泥均匀包覆，这样才能提高储气井的加固质量，降低筒壁外围受腐蚀影响的几率。
3.3按照当下我国压缩天然气加气站地下储气井的检测要求，一般在储气井建造年满六年后就要对固井质量进行全面检测，但是在储气井竣工验收检测方面却并未做出明确的规定。这就使得储气井一旦固井质量不合格，则必定会在规定限期内而发生很严重的外壁腐蚀。因此，针对这种现状，有关部门就要针对现有的储气井检测规范进行重新修订与完善，尽量将固井质量检测列为储气井竣工验收的必检项目。同时，为了便于井筒的提取，还要对井口封头与下部套管的连接方式进行重新设计，尽量摒除以往螺栓连接，采用可方便拆卸的法兰连接方式，并采用高耐腐性的密封元件对井口和套管连接部位进行密封，然后再做好储气井的定期检测、维护和保养等工作，这样才能提高储气井的储存功效，使其达到安全生产标准。
3.4由于该储气井外壁是由加固水泥进行包覆，所以在建造之初，相关施工单位并未对井筒外壁采取任何防腐蚀措施，再加上采用裸管的方式直接下到井中进行固井，所以这就会导致固井质量达不到相应的检测标准，筒壁外围也会受到腐蚀产物的严重的侵蚀。因此，针对这种情况，检测单位就要建议施工单位对井筒外壁进行防腐处理，可以采用高性能的三层PE涂层在筒壁外围进行均匀涂敷，以便使其形成一道安全、完整的防腐蚀涂层，这样才能避免筒壁受到腐蚀气体所影响，进而使其整体应用功能和使用安全得到相应的提升。
结束语：
本文通过对案例储气井腐蚀情况的分析，可以得知，在长期运行使用过程中，储气井很容易会受到外界因素所影响而在筒内外壁出现腐蚀沉淀物，进而使得筒内外壁表面存在很多不同程度的裂纹以及腐蚀坑,这在一定程度上就会降低储气井的存储功能，给相应的储气公司造成严重的威胁。因此，为了避免腐蚀问题的发生，就要通过定期检测储气井固井质量、在筒外壁涂防腐蚀涂层、完善固丼方法等措施来进行控制，这样才能达到最佳的控制效果，增强压缩天然气加气站储气井的安全使用功效。
参考文献：
[1]郇宜涛.分析压缩天然气加气站地下储气井的腐蚀与防护[J]数码世界, 2018,08:10-11.
[2]吴琦.浅议压缩天然气加气站地下储气井的腐蚀与防护[J]中国化工贸易, 2017,11:23-24
论文作者:陈海泽
论文发表刊物:《科技研究》2019年5期
论文发表时间:2019/7/23
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