海水消散剂在FPSO海水系统的应用

唐亮，孙冰

(中海油能源发展股份有限公司 采油服务分公司，天津 300452)

随着海洋石油112 FPSO服役时间增加，由于防海生物装置电解液防海生物的性能差，加上不同海域海水环境的差异(如泥沙等)影响了海生物杀灭的有效性，海水系统管线出现腐蚀穿孔，海生物堵塞换热器，阀门内漏等问题。

海洋石油112海水系统主要包括消防水系统、海水冷却系统和防海生物污染系统，从系统运行情况来看，海水冷却系统的问题更突出，因此，以海水冷却系统(见图1)为切入点讨论海水腐蚀问题。防海生物装置的性能在特殊区域效果不好，可以尝试药剂对海生物在系统内附着产生积极影响，需要在现场安装SWD海水消散剂注水设备。

图1 海水系统流程

1 在海水系统防腐蚀方面的应用

防海生物装置的工作原理[1]：电解的离子杀死海生物幼虫，并在海水系统管线容器内部形成一层保护膜阻止海生物在海水系统内部吸附长大，污染海水系统。SWD海水消散剂的工作原理：直接在海水系统管线内部，容器内部形成一层保护膜，防止海生物幼虫吸附在海水系统内部，并在海水系统内长大，影响海水系统的正常运行，但是不能杀死海生物幼虫，没有任何类似于氯离子等电解离子对海水系统管线的腐蚀[2-4]。对海水系统进行SWD海水消散剂现场注入试验。

SWD海水消散剂是一种保护海水冷却系统不受污染的高效的消散剂。维护高效系统的冷却能力，实质上是保护海水冷却系统不被微生物(细菌)或海生物(贝类、海藻类等)污染[5-6]。

当使用海水消散剂后，可以预防海生物的污染，防止海生物吸附在换热设备上[7]。

1.1 海水消散剂的特点

1)高效消散。

2)气味淡。

3)应用设备简单，费用低。

4)浓缩液体。

5)pH中性。

1.2 海水消散剂在海水管道防腐中的优点

1)有助于系统保持设计导热率。

2)不需要持续使用和监测。

3)操作简便。

4)不需大的投资或高额维修费用。

5)应用简单。

6)费用有效。

7)对绝大多数金属无腐蚀。

8)安全地应用在海水系统。

1.3 应用方案

1.3.1 预清洗

在使用海水消散剂之前，需要先对海水冷却系统进行清洗。假如系统已经污染，海水消散剂只能影响现在新的海生物，但不能驱散已经吸附在系统内海生物。为了达到预期的效果，应当去除已经吸附的海生物。由于海水系统一直处于运行状态不能中断，预清洗非常困难，但可以寻找机会采取相应的保护措施。

1.3.2 消散剂投注

DREWSPERSE SWD海水消散剂可以通过定量给料装置注入到海底门，每100 t海水投0.6 L，持续1 h[8]。最佳的投药点能够把稀释的药液注入到海底门过滤器，药液将与海水冷却系统所有海水接触混合。推荐最少每3天投药1次。海水泵排量为2 571 m3/h，需要注入15.5 L/h，每年共需要1 860 L。

1.3.3 消散剂投注设备参数选择

现场试验1套水力射流定量注入装置——SWT-2(见图2)的实际性能。

图2 射流注入装置

喷射注入装置:最大为48 L/h, 操作压力20～100 N；手动开/关控制,费用低。

2 在其他油田的经验

2.1 其他平台的经验

自2003年，渤海湾有一海上设施开始应用海水消散剂，消散的效果非常好，海水系统的状态和以前相比得到改善，随后又一海上设施在已有的成功经验基础上，试验海水消散剂，效果也非常好。

2.2 可借鉴的经验和选择

基于2个海上设施注入海水消散剂消散海生物的成功经验，考虑到贝类、螃蟹、海蜇和虾等较大海生物可以被海水泵入口的滤网拦截，假如体积较小的海生物，可以自由通过滤器，进入海水系统并寻找适宜生长的地方，堵塞换热器盘管，甚至影响正常操作。安装双联过滤器将拦截过滤海藻、贝类、虾等固体海生物，可以有效保护原油换热器。注入海水消散剂是目前海水系统状态下的一个选择。

3 在海洋石油112 FPSO上的注入和评估

3.1 执行计划

投药装置安装在泵舱内，投药点在5个海底门处(利用原来的防污染系统管线投药)。

在注入海水消散剂之前清洗原油换热器过滤器和主机海水冷却器过滤器，并作为检查海生物吸附情况的观察点。

按照海水系统所有海水泵运转时的排量2 571 m3，需要注入17.28 L/h的消散剂，注入持续时间需要1 h， 海水温度较高每2天注入1次(5—10月)，海水温度低时5～7天1次(1—4、11—12月)。

海水消散剂注入1个月后，重新清洗原油换热器过滤器和主机海水冷却器过滤器，看是否有海生物吸附在过滤器内部的表面上，来判断海水消散剂是否有效。

如果没有海生物吸附在过滤器表面或其他管线内部，就正常使用海水消散剂。

3.2 执行情况

注入海水消散剂正式时间在4月1日，海水温度开始逐渐升高，比较适合海生物的生长，为了防止海生物在海水系统中生长，海水消散剂注入周期调整为注入1次/天，1次/h。

3.3 评估

在海水消散剂注入之前，海底门过滤器内的海生物生长比较旺盛，绝大多数吸附在过滤器的内部，清理比较困难(见图3)；在注入海水消散剂注入后，尽管有体积较大的海生物，但是没有吸附在过滤器的内部(见图4)，注入药剂前后的照片可以清晰地反映出海生物污染情况。

图3 海水消散剂注入前滤器

图4 海水消散剂注入后滤器

对比注入SWD 海水消散剂前后照片，可以看出海生物牢固地吸附在过滤器内部并大量生长；注入海水消散剂后，过滤器内部虽然有体积较大的贝类，没有海生物吸附的现象。SWD 海水消散剂控制海生物有效，限制了海生物在海水系统内的过滤器、管线内部的吸附。

3.4 建议优化措施

虽然海水消散剂在海洋石油112 的海水系统得到了应用，但仍然需要采取一些措施，保证海水系统安全运行。

1)改造海水泵入口滤器确保其工作正常，海生物将被过滤和拦截在海水泵之前，避免对海水泵造成损害。

2)在其他海水用户的海水管线上增加过滤器。

3)定期清洗海水泵入口滤器和海水用户的过滤器，收集好相关信息。

4)继续监测海水消散剂的效果。

5)摸索出最佳的投药量，降低海水消散剂的使用费用。

6)建立海水消散剂监测评估机制，包括过滤器清洗，在海水温度较适合海生物生长的季节，海生物是否可以控制住，消除对海水系统用户的影响，并降低对海水管线的腐蚀。

4 结论

通过3个月的SWD海水消散剂注入试验，海水系统未出现海水消散剂注入前出现的海水管线穿孔泄漏等类似事故，保证海水系统正常运行。

结合其他海洋平台的成功经验，海水消散剂的防腐效果在海洋石油112的海水系统上再次得到验证。今后在渤海湾浅水区域油田开发时，在设计阶段可以考虑增加SWD海水消散剂注入方式作为海水系统防腐的一个选项。