获奖项目名称：

气田采输系统多相流腐蚀模型与成套防护技术及工程化应用

第一完成单位：

中国石油长庆油田分公司第三采气厂

项目联系人：

邱萍

联系人电话：

18610795121

联系人邮箱：

qiuping@cup.edu.cn

项目简介：

  随着气田投产年限增加，部分气藏呈现水气比高、矿化度高、酸性高、流速低（三高一低）特征，导致采输系统腐蚀穿孔，严重制约天然气开发。本项目聚焦采输系统流态、介质多变，全流程多相流与腐蚀预测难以耦合、采输系统内防护技术环境响应性差，腐蚀预警高风险部位难以保障、外防腐智能化水平低，阴保电位无法实现动态调整。三个瓶颈问题，从“三高一低”气田采输系统腐蚀预警与成套防护技术开发两个维度，历经15年持续攻关取得如下成果：
  1 开发了腐蚀评价技术及配套装置，创建了全流程多相流腐蚀预测模型，引领“三高一低”气田腐蚀预警技术发展。本项目开发了井筒、采气管线多相流腐蚀模拟装置，用于分析气体携液行为，明确管线动液面传质动力学，揭示均匀、局部腐蚀影响因素权重差异的机制。基于Gray、Baker多相流模型，构建了生产井、长停井的井筒压力、温度、液膜厚度、剪切应力、输送管线压力、临界流速6个核心模型。创新性将多相流模型融入半经验腐蚀模型，形成拥有2项专利的腐蚀预测模型，经免维护超声多回波壁厚监测装置验证，精度可达95.1%，缩减长庆油田苏里格气田腐蚀检测工作量2/3。
  2 开发了自修复型双极性涂层，发明了预膜耦合可溶球清管技术，攻克“三高一低”采输系统内防护技术环境响应差难题。阐明了高矿化度环境中，涂层离子阻隔性差易脱落和变径清管造成的卡堵、腐蚀机制。基于钝化膜离子选择性机理，提出双极性结构搭配自由链段二硫键创新性设计，形成水下自修复型双极性涂层，应用于苏里格气田套管，3年内未出现脱落、堵井。创建缓蚀剂预膜与可溶球清管耦合的技术方案，应用于苏里格气田输气管线，可降低压力损耗0.3MPa，缓蚀效率达92.2%，解决变径清管卡堵、加速腐蚀问题。
  3 开发了具有独立内部通讯链路的智慧阴保系统，发明了完整性管理数据采集新范式，提升“三高一低”气田外防护技术水平。构建了GIS分布展现模块+APN专网传输协议，形成智慧阴极保护系统，已累计发现苏里格气田管线欠保护/过保护51处，通过远程调节，阴保效率从94.3%提升至98.6%。构建了腐蚀预测、壁厚监测、阴保系统的腐蚀数据管理框架，用于腐蚀评价规范，形成了采输系统完整性数据采集新范式。
  2009年至今，获批标准6项，授权专利11件，软件著作权1件，出版专著1部，发表论文33篇。多相流腐蚀预测技术已应用到苏里格气田22座站场、8条管道，“内外兼修”的成套防护技术已应用到5口气井，64条集输管线，实现由“发现问题-人工检测-被动处理”到“智能预警-实时处理-长效防护”的管理转变，有效预防管道失效8次/年，保障“三高一低”气田300亿/年采输骨架系统高效平稳运行，可在该类气田大规模推广应用。