О коррозионной агрессивности эксплуатационных условий на инфраструктурных объектах подземных хранилищ газа

Закачиваемый или отбираемый из подземных хранилищ газ отличается присутствием коррозионно-агрессивных диоксида углерода и сероводорода (из попутного нефтяного газа нефтяных месторождений или угольных пластов). В таких средах в присутствии влаги будут возникать условия для протекания углекислотной или сероводородной коррозии. Однако ранее исследований проблем внутренней коррозии на объектах подземных хранилищ газа не проводилось, несмотря на их широкое распространение (на территории России ПАО «Газпром» эксплуатирует 23 таких хранилища газа). По данным ООО «Газпром ВНИИГАЗ», является неправильным применение для таких условий испытаний в паровой фазе (без контакта металла с водной средой), что приводит к заниженным скоростям коррозии, не отражающим реальной коррозионной ситуации на подземных хранилищах газа. К таким же ошибочным результатам приводит использование моделей (программ типа Norsok или др.) для расчета теоретической скорости коррозии стали, эксплуатируемой в подземных хранилищах газа, т.к. они разрабатывались для совершенно других условий углекислотной коррозии на нефтепроводах. Единственно правильным для получения достоверных коррозионных данных является проведение модельных коррозионных испытаний. По результатам анализа эксплуатационных параметров и проведенных ООО «Газпром ВНИИГАЗ» изысканий было определено, что наиболее оптимально имитируют агрессивность сред подземных хранилищ газа 2 вида испытаний – в условиях конденсации влаги на металле и в условиях переменного смачивания стальной поверхности на разработанном нами испытательном коррозионном стенде. Проведенные ООО «Газпром ВНИИГАЗ» имитационные испытания показали повышенную скорость внутренней коррозии углеродистых и низколегированных сталей (до 1…4 мм/год) при типичных для подземных хранилищ газа коррозионно-опасных параметрах. При испытаниях наблюдается повышенная локализация углекислотной и сероводородной коррозий. При таких коррозионно-активных условиях основными способами защиты объектов подземных хранилищ газа будут либо применение ингибиторов коррозии, либо замена материального исполнения на коррозионно-стойкие стали.

1. Климов В.В. Научно-методические основы, аппаратура и технологии геофизического контроля технического состояния скважин на примере газовых месторождений и подземных хранилищ газа – М.: ИРЦ Газпром, 2008. – 300 с.

2. Арсан Ш.А., Ягафаров А.К., Ваганов Ю.В. Подземные хранилища газа, общая классификация // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2018. – Т. 127, № 1. – С. 48-52. doi:10.31660/0445-0108-2018-1-48-52

3. Нурмамедли Ф.А. Существующие методы создания, эксплуатации подземных хранилищ газа и повышения компонентоотдачи пластов // Известия высших учебных заведений. Нефть и газ. – 2019. – Т. 138, № 6. – С. 51-55. doi:10.31660/0445-0108-2019-6-51-55

4. https://www.gazprom.ru/about/production/underground-storage/

5. Al-Shafi M., Massarweh O., Abushaikha A.S., Bicer Yu. A review on underground gas storage systems: Natural gas, hydrogen and carbon sequestration // Energy Reports. – 2023. – V. 9. – P. 6251-6266. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2023.05.236

6. Moghaddam N.B., Nozari M. Dynamic evaluation of technological innovation system; the case of underground natural gas storage technology in Iran // Energy Strategy Reviews. – 2023. – V. 49. – Article 101153. https://doi.org/10.1016/j.esr.2023.101153

7. Shenyao Y., Shilai H., Zhilin Q. et.al. Stability evaluation of fault in hydrocarbon reservoir-based underground gas storage: A case study of W gas storage // Fuel. – 2024. – V. 357, Part A. – Article 129657. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2023.129657

8. Фейзуллаев А.А., Годжаев А.Г. Влияние неоднородности геологического строения резервуара на режим эксплуатации месторождения / подземного хранилища газа Гарадаг (Азербайджан) // Горные науки и технологии. – 2021. – Т. 6, № 2. – С. 105-113. doi:10.17073/2500-0632-2022-1-18-29

9. Juez-Larré J., Gonçalves Machado C., Groenenberg R.M., Belfroid S.S.P.C., Yousefi S.H. A detailed comparative performance study of underground storage of natural gas and hydrogen in the Netherlands // International Journal of Hydrogen Energy. – 2023. V. 48, № 74. – P. 28843-28868. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.03.347

10. Костиков С.Л., Парфенов К.В., Магомедов З.А. и др. Применение датчиков-сигнализаторов выноса песка и капельной влаги для мониторинга режимов работы скважин ПХГ // Электронный научный журнал Нефтегазовое дело. – 2016. – № 2. – С. 190-210.

11. Долгов С.В., Величко Е.И., Нижник А.Е. Особенности эксплуатации и ремонта скважин ПХГ // Строительство нефтяных и газовых скважин на суше и на море – 2022. – Т. 357, № 9. – С. 47-50. doi:10.33285/0130-3872-2022-9(357)-47-50

12. Фейзуллаев А.А., Годжаев А.Г., Мамедова И.М. Особенности флюидодинамики в длительно эксплуатирующихся неоднородных газовых резервуарах // Горные науки и технологии. – 2022. – Т. 7, № 1. – С. 18-29. doi:10.17073/2500-0632-2022-1-18-29

13. Квятковская С.С., Фаттахов Е.А. Сравнительный анализ деформационных процессов на подземных хранилищах газа // Проблемы недропользования. – 2019. – Т. 23, № 4. – С. 38-49. doi:10.25635/2313-1586.2019.04.038

14. Гасумов Р.А., Минченко Ю.С. Результаты инженерно-технического сопровождения проведения изоляционных работ в скважине № 16-н4 Кирюшкинского ПХГ // Наука и техника в газовой промышленности. – 2021. – Т. 85, № 1. – С. 16-21.

15. Асланян А.М., Асланян И.Ю., Кантюков Р.Р., Петрова Ю.Ю., Минахметова Р.Н. Внедрение инновационного программно-аппаратного комплекса пассивной акустики для диагностики технического состояния скважин // Безопасность труда в промышленности. – 2020. – № 11. – С. 56-62. doi:10.24000/0409-2961-2020-11-56-62

16. Глебова Е.В., Гуськов М.А., Круглов В.В., Ослякова М.Ю. Применение тепловизионного мониторинга при идентификации утечек на объектах подземного хранения газа // Безопасность труда в промышленности. – 2020. – № 7. – С. 14-19. doi:10.24000/0409-2961-2020-7-14-19

17. Спиридонов В.П., Ширяева И.Н., Маламут О.Ю. Мониторинг состояния недр и пожарная безопасность Щелковского подземного хранилища газа // Технический оппонент. – 2023. – Т. 9, № 1. – С. 58-63.

18. Слугин 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. – Т. 854, № 9. – С. 64-71.

19. Ибатуллин К.А., Вагапов Р.К. Оценка влияния различных факторов на коррозию сталей при конденсации влаги в условиях транспортировки коррозионно-агрессивного газа // Практика противокоррозионной защиты. – 2022. – Т. 27, № 3. – С. 31-46. doi:10.31615/j.corros.prot.2022.105.3-2

20. Кантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К., Ибатуллин К.А. Патент № 2772614, РФ. Способ коррозионных испытаний и установка для его осуществления.

21. Кантюков Р.Р., Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К. Анализ применения и воздействия углекислотных сред на коррозионное состояние нефтегазовых объектов // Записки Горного института. – 2021. – Т. 250, № 4. – С. 578-586. doi:10.31897/PMI.2021.4.11

22. Wang Z., Wang L., Liu H., et.al. Study on CO2 corrosion behavior and protection technology of gas storage injection production well casing // Highlights in Science, Engineering and Technology. – 2022. – V. 25. – P. 181-188. https://doi.org/10.54097/hset.v25i.3475

23. Вагапов Р.К. Анализ влияния агрессивных факторов и условий на состав коррозионных продуктов // Вопросы материаловедения. – 2022. – Т. 111, № 3. – С. 85-97. doi:10.22349/1994-6716-2022-111-3-85-97

24. https://neftegaz.ru/tech-library/transportirovka-i-khranenie/141649-podzemnoe-khranilishche-gaza/