场指纹腐蚀监测技术在塔中1号气田中的应用

　　塔中1号气田隶属于中国石油塔里木油田，地点位于塔克拉玛干沙漠腹地。塔中1号气田天然气中普遍含H2S,含量范围11~32700mg/m3,属中~低含硫气藏（部分单井为高含硫气井）；开发试验区CO2气体含量为1.60~4.91%,为低~中含CO2油气藏；地层水平均密度1.0794g/cm3,总矿化度平均116294mg/L,水型为CaCl2型。为了实时监测高压含硫管线的腐蚀状况，及时采取针对性的措施控制高产井场管线的腐蚀，塔里木油田于2010年8月在塔中1号气田安装了3套场指纹腐蚀监测（FSM）设备。图1为塔中1号气田第一处理厂FSMLog现场具体布置图，三套装置分别装于TZ721、TZ82及TZ83集气干线上。

　　图1 塔中1号气田第一处理厂FSMLog现场布置图

　　FSM（Field Signature Method场指纹腐蚀监测技术）是一种新型无损监、检测技术，这种方法主要用来检测各种形式的腐蚀，也可检测大多数的裂纹，监控腐蚀和裂纹的扩展。该项技术发展于1985年，1991年首次安装于甲板上，并于1994年首次安装于海底管线。随着该技术在国内的不断推广，目前国内有包括普光气田、西南油气田、长庆大北气田、中海油及塔里木油田等单位应用了该项技术，但由于该项技术较为新颖，与该技术应用有关的科技文献还很少。

　　FSM技术基本原理是通过监测电流在金属结上流动方向的细微变化（电压值与初始设定的测量值进行比较）来检测由于腐蚀引起的金属损失，脆裂和凹坑。与传统的腐蚀监检测技术相比，FSM技术有如下显著优点：

　　①具有较高检测精度且检测结果不受操作者的影响；

  　②可用于监测复杂的几何体（弯头、T型接头、Y型接头和焊缝等），且可大大减少监测时间；

　　③由于具有远程监、检测能力，可进行高空作业；

　　④对于一般腐蚀，其灵敏度高于剩余壁厚的0.5%,也就是说，实际灵敏度随着腐蚀的增加而提高；

　　⑤非插入性，不破坏弯头、管线的整体性和强度，同时不影响投球清管作业；

　　塔中1 号气田第一处理厂共有三套FSMLo g设备， 包括TZ8 2F SML o g 、TZ8 3F SML o g 及TZ721FSMLog.TZ82FSMLog设备安装于塔中1号气田TZ82区块进第一处理厂集气管线，采用128针设计，管线规格为ф168.3×11mm,管线材质为L245NB,设备投入运行时间为2010年8月。目前塔中1号气田第一处理厂采用的是MultiTrend 3.12版本的处理软件，具有温度补偿功能及局部腐蚀分析功能。它可以分别以二维X-Y及三维3D两种形式显示测试区域的平均累计金属损失以及各个探针对小区域的金属损失量。从平均累计金属损失数据中我们可以得出管线测试区域的平均腐蚀速率，而从各个探针对的金属损失两种我们则可以得到点蚀最严重的区域及是否存在焊缝或沟槽腐蚀等信息。

　　平均腐蚀速率是反映管道输送介质腐蚀性的重要参考指标。FSM技术检测得到的是管道测试区域本身的金属损失。图2为TZ82FSMLog管线累计金属损失时间图，从图2中可以看出测试区域累计金属损失量为0.066mm,平均腐蚀速率为0.04mm/a.

　　图2 TZ82 FSMLog金属累计损失量时间图（2010年9月7日至2012年4月2日）

　　FSM监测技术能通过三维曲线图及探针矩阵布置图准确的定位局部腐蚀的具体位置，即对应的探针对区域，然后根据相应的探针对的金属损失时间图得到最大点蚀速率及腐蚀总量。图3为TZ82FSM-Log三维数据曲线图。从图中可以看出第104对探针对处腐蚀最严重，该探针对位于管线9点钟位置（管线最下部为6点钟位置）。

　　图3 TZ82 FSMLog金属累计损失三维曲线图（a 纵坐标为mm,b纵坐标为ppt（千分之一））

　　监测结果表明：使用场指纹监测技术可以真实完整的反映出管线测试区域的平均腐蚀速率、点蚀最大值及其具体位置和是否存在沟槽腐蚀等情况。FSM腐蚀监测技术能实时监测管线的真实壁厚及点蚀的具体位置，值得推广应用。