Исследование технологических и защитных свойств ингибиторов коррозии на объектах газовых месторождений

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.

1. Кантюков 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.10.17073/0368-0797-2021-11-793-801

2. 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-2021-0-8-41-47

3. 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.2020.104735

4. Mansoori 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.2017.08.012

5. Меньшиков 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.

6. 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.2012.08.055

7. 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. – № 9 (854). – С. 64-71.

8. 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=9141839

9. Вигдорович В.И., Стрельникова К.О. Критерии оценки защитной эффективности ингибиторов коррозии // Конденсированные среды и межфазные границы. – 2011. – Т. 13, № 1. – С. 24-28.

10. 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.

11. 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.

12. 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/S0040579518050214

13. СТО 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.

14. Касенова Ж.С. Исследование распределения ингибиторов коррозии между водной и нефтяной фазами // Технологии нефти и газа. − 2021. − № 1 (132). − С. 1518. https://doi.10.32935/1815-2600-2021-132-1-15-18

15. 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-2023-0040

16. Колосов 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.

17. 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.

18. Романова 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.10.26896/1028-6861-2018-84-7-7-15

19. 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.

20. 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.

21. 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.2018.07.025

22. Shamsa 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.2020.108916

23. Papavinasam 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.10.5006/1.3287711

24. De Marco R., Durnie W., Jefferson A. et. al. Persistence of Carbon Dioxide Corrosion Inhibitors // Corrosion. – 2002. – № 4 (58). – Р. 354-363. https://doi.10.5006/1.3287686

25. Вагапов 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.10.26896/1028-6861-2023-89-10-40-46

26. 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.10.5006/1.3290335

27. Menendez 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.10.5006/1.3560117