油田用高壓玻璃鋼管道市場分析

第一章 綜述

1、高壓玻璃鋼管道的歷史

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。

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。

20世紀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。

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，標志著石油行業(yè)對高壓玻璃鋼管的認可，促進了高壓玻璃鋼管的應(yīng)用和發(fā)展。

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。

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）。

玻璃鋼管為什么具有如此強大的革命力？

2、高壓玻璃鋼管的特點

優(yōu)良的耐腐蝕性能

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。

耐疲勞性能好，使用壽命長

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。

承壓能力高

高壓玻璃鋼輕質(zhì)高強，參見下表：（略，不支持表格所致）

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。

耐熱性能

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。

比重輕

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。

不易結(jié)垢結(jié)蠟、流動阻力小

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）。

聯(lián)接方式簡捷、強度高

高壓玻璃鋼管采用API 5B 標準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。

3、高壓玻璃鋼管在油田的應(yīng)用

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：

（1） 較淺井的生產(chǎn)油管

（1.1）含二氧化碳的自噴井

（1.2）無桿采油井

（1.2.1）氣舉采油井

（1.2.2）電潛泵采油井

（1.2.3）直線電機抽油泵油井

（1.3）天然氣井

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。

（2） 含腐蝕介質(zhì)的油田地面管線

（2.1） 出油管線

（2.2） 集輸管線

（2.3） 對水質(zhì)有要求的管線

（2.4） 輸送鹽水管線

（2.5） 污水回注管線

（2.6） 污水處理站內(nèi)管道

（2.7） 外腐蝕嚴重的埋地管道

（2.8） 煉化廠內(nèi)腐蝕介質(zhì)的輸送管線

（3） 提高采收率的注入管

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重。使用

（3.1）玻璃鋼高壓管做地面注入管線和

（3.2）玻璃鋼油管做井下注入管是解決腐蝕問題的好措施。

（4） 玻璃鋼套管

（4.1）無油管產(chǎn)油井

（4.2）無油管產(chǎn)氣井

（4.3）觀察井的有其產(chǎn)出層段

（4.4）腐蝕嚴重的生產(chǎn)井

（4.5）大位移凈水平段

（5） 海洋平臺用管

（5.1）低壓玻璃鋼輸水管

（5.2）隔離海水里管

4、高壓玻璃鋼管的應(yīng)用現(xiàn)狀和潛力

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。

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。

高壓玻璃鋼管根本上解決了腐蝕問題

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。

高壓玻璃鋼管改進了注水采油工藝

對注水采油工藝來說，對水質(zhì)的要求非常嚴格，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。