corrosionprotectionПрактика противокоррозионной защитыTheory and Practice of Corrosion Protection1998-57382658-6797Association "CARTEC"10.31615/j.corros.prot.2025.115.1-1corrosionprotection-159Research ArticleМАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОТИВОКОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫMATERIALS AND EQUIPMENT FOR CORROSION PROTECTIONИсследование технологических и защитных свойств ингибиторов коррозии на объектах газовых месторожденийStudy of Technological and Protective Properties of Corrosion Inhibitors at Gas Field FacilitiesГайзуллинА. Д.GaizullinA. D.

Артур Дамирович Гайзуллин, м.н.с., Общество с ограниченной ответственностью «Научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Газпром ВНИИГАЗ»

142717, Московская обл, г.о. Ленинский, пос. Развилка, ул. Газовиков, зд. 15, стр. 1

Artur D. Gaizullin, junior scientist

bld. 1, 15, Gazovikov St., Razvilka, Leninsky municip., Moscow region, 142717

ВагаповР. К.VagapovR. K.

Руслан Кизитович Вагапов, д.т.н., к.х.н., начальник лаборатории

142717, Московская обл, г.о. Ленинский, пос. Развилка, ул. Газовиков, зд. 15, стр. 1

Ruslan K. Vagapov, Doc. of Technical Sciences, Cand. Sci. in Chemistry, Head of Laboratory

bld. 1, 15, Gazovikov St., Razvilka, Leninsky municip., Moscow region, 142717

R_Vagapov@vniigaz.gazprom.ruООО «Газпром ВНИИГАЗ»РоссияLLC Gazprom VNIIGAZRussian Federation202517072025301620Copyright © Гайзуллин А.Д., Вагапов Р.К., 20252025Гайзуллин А.Д., Вагапов Р.К.Gaizullin A.D., Vagapov R.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.corrosion-protection.ru/jour/article/view/159

На многих газовых и газоконденсатных месторождениях в добываемой продукции наблюдается повышенное содержание диоксида углерода, что в присутствии конденсационных или пластовых вод приводит к проявлениям на углеродистых и низколегированных сталях углекислотной коррозии, характеризующейся опасными локальными дефектами. Одним из основных способов защиты стального оборудования и трубопроводов на газовых объектах от внутренней коррозии, в том числе и от углекислотной коррозии, является ингибиторная защита. В статье рассмотрены основные требования, предъявляемые к применяемым на газовых и газоконденсатных месторождениях ингибиторам коррозии по технологическим и защитным свойствам. Среди важных технологических параметров ингибиторов коррозии исследованы растворимость в различных растворителях, эмульсеобразование, стойкость товарной формы и растворов ингибирующих реагентов к низким температурам. Они важны как для возможности применения ингибиторов коррозии (дозирования, применения при реальных эксплуатационных режимах и др.), так и для исключения негативных последствий в процессах по переработке газа и газового конденсата и выделения их из добываемых флюидов. Изучены возможности использования химического и физического методов для разделения эмульсии «газовый конденсат - вода», образованной из-за высоких концентраций ингибиторов коррозии в эксплуатационных средах. Для снижения негативного влияния эмульсеобразования исследованы оптимальные концентрации и режимы применения в таких условиях деэмульгаторов и повышенных температур соответственно. Для защиты от углекислотной коррозии изучены защитные свойства для двух основных технологий применения ингибиторов коррозии: постоянного и переменного дозирования в рабочие среды. Проведен сравнительный анализ эффективности защиты от общей и локальной коррозии и последействия ингибиторной пленки при этих двух режимах применения ингибиторов.

At many gas and gas condensate fields, the extracted products contain increased levels of carbon dioxide, which in the presence of condensation or formation water leads to carbon dioxide corrosion on carbon and low-alloy steels, characterized by dangerous local defects. One of the main methods of protecting steel equipment and pipelines at gas facilities from internal corrosion, including carbon dioxide corrosion, is inhibitor protection. The article considers the main requirements for corrosion inhibitors used at gas and gas condensate fields in terms of technological and protective properties. Among the important technological parameters of corrosion inhibitors, the following were studied: solubility in various solvents, emulsion formation, resistance of the commercial form and solutions of inhibitor reagents to low temperatures. They are important both for the possibility of using corrosion inhibitors (dosing, use in real operating conditions, etc.), and for eliminating negative consequences in the processes of processing gas and gas condensate and separating them from the produced fluids. The possibilities of using chemical and physical methods for separating the emulsion «gas condensate - water» formed due to high concentrations of corrosion inhibitors in operating environments have been studied. To reduce the negative impact of emulsion formation, optimal concentrations and modes of application in such conditions of demulsifiers and elevated temperatures, respectively, were studied. To protect against carbon dioxide corrosion, protective properties were studied for two main technologies of applying corrosion inhibitors: constant and variable dosing in working environments. A comparative analysis of the effectiveness of protection against general and local corrosion and the aftereffect of the inhibitor film was carried out under these two modes of inhibitor application.

глекислотная коррозияэмульсеобразованиеметоды разрушения эмульсиипленкообразующие свойства ингибиторовметод поляризационного сопротивленияпоследействие ингибиторовлокальные дефектыcarbon dioxide corrosionemulsion formationmethods of emulsion destructionfilm-forming properties of inhibitorspolarization resistance methodaftereffect of inhibitorslocal defectsReferencesКантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К. Исследование коррозионной активности сред и стойкости используемых материалов в условиях присутствия агрессивного диоксида углерода // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2021. – T. 64. – № 11. – С. 793-801. https://doi.10.17073/0368-0797-2021-11-793-801Kantyukov, R. R., Zapevalov, D. N., Vagapov, R. K. (2021). Media corrosiveness and materials resistance at presence of aggressive carbon dioxide. Izvestiya. Ferrous Metallurgy, 64(11), 793-801. https://doi.10.17073/0368-0797-2021-11-793-801(in Russ.)Вагапов Р.К. Стойкость сталей в эксплуатационных условиях газовых месторождений, содержащих в добываемых средах агрессивный СО2 // Материаловедение. − 2021. − № 8. − С. 41-47. https://doi.10.31044/1684-579X-2021-0-8-41-47Vagapov, R. K. (2022). Resistance of Steels under Operating Conditions of Gas Fields Containing Aggressive CO2 in the Produced Media. Inorganic Materials: Applied Research, 13(1), 240-245. https://doi.10.1134/S2075113322010397(in Russ.)Alamr A.H. Localized corrosion and mitigation approach of steel materials used in oil and gas pipelines – An overview // Engineering Failure Analysis. − 2020. − V. 116. − Article 104735. https://doi.10.1016/j.engfailanal.2020.104735Alamr, A. H. (2020). Localized corrosion and mitigation approach of steel materials used in oil and gas pipelines – An overview. Engineering Failure Analysis, 116, Article 104735. https://doi.10.1016/j.engfailanal.2020.104735Mansoori H., Mirzaee R., Esmaeilzadeh F. et. al. Pitting corrosion failure analysis of a wet gas pipeline // Engineering Failure Analysis. − 2017. − V. 82. − P. 16-25. https://doi.j.engfailanal.2017.08.012Mansoori, H., Mirzaee, R., Esmaeilzadeh, F. et. al. (2017). Pitting corrosion failure analysis of a wet gas pipeline. Engineering Failure Analysis, 82, 16-25. https://doi.10.1016/j.engfailanal.2017.08.012Меньшиков С.Н., Мельников И.В., Байдин И.И. и др. Эффективность применения ингибитора коррозии «СОНКОР-9020»: результаты промысловых испытаний на установке комплексной подготовки газа - низкотемпературной сепарации Юбилейного НГКМ // Газовая промышленность. – 2020. – № 11 (809). – С. 40-47.Menshikov, S. N., Melnikov, I. V., Baidin, I. I. et. al. (2020). Effectiveness of Soncor-9020 corrosion inhibitor: results of field tests at the low-temperature separation complex gas treatment plant, Yubileynoye oil, gas, and condensate field. Gas Industry of Russia, 809(11), 40-47. (in Russ.)Paolinelli L.D., Brown B., Simison S.N. et. al. Inhibition of CO2 corrosion of carbon steel with 1% Cr. // Materials Chemistry and Physics. – 2012. – V. 136, № 2-3. – P. 1092-1102. https://doi.10.1016/j.matchemphys.2012.08.055Paolinelli, L. D., Brown, B., Simison, S. N. et al. (2012). Inhibition of CO2 corrosion of carbon steel with 1% Cr. Materials Chemistry and Physics, 136(2-3), 1092-1102. https://doi.10.1016/j.matchemphys.2012.08.055Слугин П.П., Ягафаров И.Р., Кантюков Р.Р. и др. Научный анализ технического состояния и защиты скважинного оборудования и промысловых трубопроводов ПАО «Газпром» в условиях добычи и транспортировки коррозионно-агрессивного газа. Часть 1 // Газовая промышленность. – 2023. – № 9 (854). – С. 64-71.Slugin, P. P., Yagafarov, I. R., Kantyukov, R. R. et.al. (2023). Scientific analysis of the technical status and protection of well equipment and field pipelines of PJSC Gazprom under conditions of corrosive gas production and transportation. Part 1. Gas Industry of Russia, 854(9), 64-71. (in Russ.)Набутовский З.А., Антонов В.Г., Филиппов А.Г. Проблемы коррозии и ингибиторной защиты на месторождениях природного газа // Практика противокоррозионной защиты. – 2000. – № 3 (17). – С. 50-56. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9141839Nabutovsky, Z. A., Antonov, V. G., Filippov, A. G. (2020). Problems of corrosion and inhibitor protection at natural gas fields. Theory and Practice of Corrosion Protection, 17(3), 50-56. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=9141839 (in Russ.)Вигдорович В.И., Стрельникова К.О. Критерии оценки защитной эффективности ингибиторов коррозии // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2011. – Т. 13, № 1. – С. 24-28.Vigdorovich, V. I., Strelnikova, K. O. (2011). Criteria to assess the protective effectiveness of corrosion inhibitors. Kondensirovannye Sredy I Mezhfaznye Granitsy, 13(1), 24-28. (in Russ.)Слугин П.П., Полянский А.В., Ермилов О.М. Способ повышения извлечения конденсата на Бованенковском НГКМ // Наука и техника в газовой промышленности. – 2018. – № 1 (73). – С. 33-37.Slugin, P. P., Polyansky, A. V., Ermilov, O. M. (2018). Methods for increasing the recovery of condensate at the Bovanenkovskoye oil and gas condensate field. Nauka i tekhnika v gazovoy promyshlennosti, 73(1), 33-37. (in Russ.)Корякин А.Ю., Кобычев В.Ф., Александров В.В. и др. Опыт модернизации технологического оборудования подготовки газа залежей ачимовской толщи Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения // Газовая промышленность. – 2019. – Т. 782. – С. 64-70.Koryakin, A. Yu, Kobychev, V. F., Alexandrov, V. V. et al. (2019). Experience of modernization of technological equipment for gas preparation of the reserves of Achimov sequence of the Urengoy oil, gas and condensate field. Gas Industry of Russia, 782, 64-70. (in Russ.)Prokopov A.V., Istomin V.A., Fedulov D.M. et. al. Increasing the Efficiency of Hydrocarbons С5+ Extraction from the Gas of Condensate Fields by a Low-Temperature Absorption Process // Theoretical Foundations of Chemical Engineering. – 2019. – V. 53, № 5. – Р. 886-892. https://doi.10.1134/S0040579518050214Prokopov, A. V., Istomin, V. A., Fedulov, D. M. et. al. (2019). Increasing the Efficiency of Hydrocarbons С5+ Extraction from the Gas of Condensate Fields by a Low-Temperature Absorption Process. Theoretical Foundations of Chemical Engineering, 53(5), 886-892. https://doi.10.1134/S0040579518050214СТО Газпром 9.3-007-2010 Защита от коррозии. Методика лабораторных испытаний ингибиторов коррозии для оборудования добычи, транспортировки и переработки коррозионно-активного газа. – М: Газпром экспо, 2011. − 91 с.STO Gazprom 9.3-007-2010 Corrosion protection. Methodology for laboratory testing of corrosion inhibitors for equipment for the production, transportation and processing of corrosive gas. – M.: Gazprom Expo, 2011. - P. 91. (in Russ.)Касенова Ж.С. Исследование распределения ингибиторов коррозии между водной и нефтяной фазами // Технологии нефти и газа. − 2021. − № 1 (132). − С. 1518. https://doi.10.32935/1815-2600-2021-132-1-15-18Kassenova, Zh. S. (2021). Study of Portioning of Corrosion Inhibitors between Water and Oil Phases. Science and Technology of Hydrocarbons, 132(1), 15-18. https://doi.10.32935/1815-2600-2021-132-1-15-18 (in Russ.)Hernández Zarate K.A., Guzmán Castañeda J.I., Cosmes López L.J. et. al. A new method to estimate the partition of corrosion inhibitors // Corrosion Reviews − 2023. − V. 42, № 3. − P. 331-340. https://doi.10.1515/corrrev-2023-0040Hernández Zarate K. A., Guzmán Castañeda J. I., Cosmes López L.J. et. al. (2023). A new method to estimate the partition of corrosion inhibitors. Corrosion Reviews, 42(3), 331-340. https://doi.10.1515/corrrev-2023-0040Колосов В.М., Власова Г.В., Пивоварова Н.А. и др. Проблемы образования отложений в технологическом оборудовании при переработке газового конденсата // Газовая промышленность. – 2019. – № 3 (781). – С. 73-82.Kolosov, V. M., Vlasova, G. V., Pivovarova, N. A. et al. (2019). Problems of sediment formation in technological equipment in the processing of gas condensate. Gas Industry of Russia, 781(3), 73-82. (in Russ.)Муравьева С.А., Мельников В.Г. Влияние строения азотосодержащих соединений на их пеногасящую и деэмульгирующую способность // Теоретические основы химической технологии. − 2005. − Т. 39, № 1. − С. 83-87.Murav’eva, S. A., Mel’nikov, V. G. (2005). Effect of the structure of nitrogen-containing compounds on their defoaming and demulsifying abilities. Theoretical foundations of chemical engineering, 39(1), 81–84. https://doi.10.1007/pl00022165Романова Ю.Н., Мусина Н.С., Марютина Т.А. Влияние различных видов волнового воздействия на разрушение стойких гельсодержащих водонефтяных эмульсий // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2018. – № 7. – С. 7-15. https://doi.10.26896/1028-6861-2018-84-7-7-15Romanova, yu. n., musina, n. s., maryutina, t. a. (2018). the impact of different types of wave action on the destruction of stable gel-containing water-oil emulsions. industrial laboratory. diagnostics of materials, 84(7), 7-15. https://doi.10.26896/1028-6861-2018-84-7-7-15 (in Russ.)Лекомцев А.В., Илюшин П.Ю., Степаненко И.Б. и др. Технология разрушения стойких водонефтяных эмульсий магнитным воздействием // Химическое и нефтегазовое машиностроение. – 2021. – № 2. – С. 7-12.Lekomtsev, A. V., Stepanenko, I. B., Derendyaev, K. A. et al. (2021). Investigation of Ultrasonic Impact Technology for Breaking Stable Water-Oil Emulsions in Phase Inversion Conditions. Chemical and Petroleum Engineering, 57, 3-9. https://doi.10.1007/s10556-021-00886-0 (in Russ.)Вагапов Р.К., Запевалов Д.Н. Возможности использования и выбор технологии ингибиторной защиты от коррозии объектов добычи газа, характеризующихся присутствием агрессивного диоксида углерода // Наука и техника в газовой промышленности. – 2020. – № 1 (81). – С. 72-79.Vagapov, R. K., Zapevalov, D. N. (2020). Inhibitor Corrosion Protection for Gas Production Facilities with Carbon Dioxide Presence: Application Feasibility and Technology Selection. Nauka i tekhnika v gazovoy promyshlennosti, 81(1), 72-79. (in Russ.)Askari M., Aliofkhazraei M., Ghaffari S. et. al. Film former corrosion inhibitors for oil and gas pipelines - A technical review // Journal of Natural Gas Science and Engineering. − 2018. − V. 58. − P. 92-114. https://doi.10.1016/j.jngse.2018.07.025Askari, M., Aliofkhazraei, M., Ghaffari, S. et. al. (2018). Film former corrosion inhibitors for oil and gas pipelines - A technical review. Journal of Natural Gas Science and Engineering, 58, 92-114. https://doi.10.1016/j.jngse.2018.07.025Shamsa A., Barker R., Hua Y. et. al. Performance evaluation of an imidazoline corrosion inhibitor in a CO2-saturated environment with emphasis on localised corrosion // Corrosion Science. − 2020. − V. 176. − Article 108916. https://doi.10.1016/j.corsci.2020.108916Shamsa, A., Barker, R., Hua, Y. et. al. (2020). Performance evaluation of an imidazoline corrosion inhibitor in a CO2-saturated environment with emphasis on localised corrosion. Corrosion Science, 176, Article 108916. https://doi.10.1016/j.corsci.2020.108916Papavinasam S., Revie R.W., Attard M. et. al. Comparison of Laboratory Methodologies to Evaluate Corrosion Inhibitors for Oil and Gas Pipelines // Corrosion. –2003. − № 10 (59). − P. 897-912. https://doi.10.5006/1.3287711Papavinasam, S., Revie, R.W., Attard, M. et. al. (2003). Comparison of Laboratory Methodologies to Evaluate Corrosion Inhibitors for Oil and Gas Pipelines. Corrosion, 59(10), 897-912. https://doi.10.5006/1.3287711De Marco R., Durnie W., Jefferson A. et. al. Persistence of Carbon Dioxide Corrosion Inhibitors // Corrosion. – 2002. – № 4 (58). – Р. 354-363. https://doi.10.5006/1.3287686De Marco R., Durnie W., Jefferson A. et. al. (2002). Persistence of Carbon Dioxide Corrosion Inhibitors. Corrosion, 58(4), 354363. https://doi.10.5006/1.3287686Вагапов Р.К., Ибатуллин К.А., Ярковой В.В. Моделирование режимов движения потока среды по газопроводу в процессе коррозионных испытаний // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. – 2023. – № 10 (89). − С. 40-46. https://doi.10.26896/1028-6861-2023-89-10-40-46Vagapov, R. K., Ibatullin, K. A., Yarkovoy, V. V. (2023). Simulation of the Modes of Medium Flow Movement through a Gas Pipeline during Corrosion Tests. Industrial laboratory. Diagnostics of materials, 89(10), 40-46. https://doi.10.26896/1028-6861-2023-89-10-40-46 (in Russ.)De Marco R., Durnie W., Jefferson A. et. al. Surface Analysis of Adsorbed Carbon Dioxide Corrosion Inhibitors // Corrosion. – 2001. – № 1 (57). – Р. 9-18. https://doi.10.5006/1.3290335De Marco, R., Durnie, W., Jefferson, A. et. al. (2001). Surface Analysis of Adsorbed Carbon Dioxide Corrosion Inhibitors. Corrosion, 57(1), 9-18. https://doi.10.5006/1.3290335Menendez C.M., Bojes J.M., Lerbscher J. Obtaining Batch Corrosion Inhibitor Film Thickness Measurements Using an Optical Profiler // Corrosion. – 2011. – № 3 (67). – Р. 035003-1- 035003-12. https://doi.10.5006/1.3560117Menendez, C. M., Bojes, J. M., Lerbscher, J. (2011). Obtaining Batch Corrosion Inhibitor Film Thickness Measurements Using an Optical Profiler. Corrosion, 67(3), 035003-1 - 035003-12. https://doi.10.5006/1.3560117

The authors declare that there are no conflicts of interest present.