Коррозия внутрискважинного оборудования в сероводородсодержащих средах
https://doi.org/10.31615/j.corros.prot.2021.100.2-1
Аннотация
Осложнения, связанные с коррозивностью среды, по данным АО «Оренбургнефть» ПАО «НК «Роснефть» на период 01.01.2021, входят в число превалирующих на объектах нефтегазодобычи и разделяют 1-е место с фактором солеотложения – 26 % осложнённого механизированного фонда скважин. Отказы внутрискважинного оборудования по причине коррозии составляют 20% от общего количества фиксированных отказов за 2020 год. По типу воздействия коррозивной среды на месторождениях, эксплуатируемых в периметре НК «Роснефть» АО «Оренбургнефть», преобладающими являются сероводородная и смешанная коррозии вызываемые одновременно действием CO2 и H2S. В статье представлены расчетные данные по физико-химической характеристике водных растворов H2S. Показаны существующие подходы к описанию механизмов сероводородной коррозии нефтепромыслового оборудования с примерами коррозионных разрушений насосно-компрессорных труб. Представлена динамическая матрица различных технологий противокоррозионной защиты и их применимости в сероводородсодержащих средах, используемая на месторождениях, эксплуатируемых ПАО НК «Роснефть» и наполняемая по результатам лабораторных и опытно-промысловых испытаний. Описаны критерии отнесения скважин к осложненному фонду на основе классификации факторов, осложняющих эксплуатацию и последующем определении категории скважины, используемой в локальных нормативных документах ПАО «НК «Роснефть»
Об авторах
В. Э. Ткачева
ООО «РН-БашНИПИнефть»
Россия
Россия
Ткачева Валерия Эдуардовна, к.т.н., главный специалист отдела борьбы с осложнениями
г. Уфа, Сочинская, д. 12
А. Н. Маркин
Филиал «Тюменский индустриальный университет»
Россия
Россия
Маркин Андрей Николаевич, к.т.н., доцент
ХМАО-Югра, г. Нижневартовск, Западный промышленный узел, Панель 20, ул. Ленина, 2/П, стр. 9
Д. В. Кшнякин
АО «Оренбургнефть»
Россия
Россия
Кшнякин Дмитрий Владимирович, менеджер отдела по работе с механизированным фондом
Оренбургская область, г. Бузулук, ул. Магистральная, д. 2
Д. И. Мальцев
АО «Оренбургнефть»
Россия
Россия
Мальцев Дмитрий Игоревич, начальник отдела по работе с механизированным фондом
Оренбургская область, г. Бузулук, ул. Магистральная, д. 2
В. В. Носов
ООО «РН-БашНИПИнефть»
Россия
Россия
Носов Василий Викторович, начальник Управления химизации производственных процессов
г. Уфа, Сочинская, д. 12
Список литературы
1. Соловьев Н.Н., Салина Л.С., Скоробогатов В.А. Основные закономерности размещения и формирования залежей сероводородсодержащего газа // Научно-технический сборник «Вести газовой науки». – 2016. – № 1 (25). – С. 125-133.
2. Lange’s handbook of chemistry. Fifteenth Edition / Edited by J.A. Dean, McGraw-Hill, Inc. – New York, 1999.
3. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. Издание четвертое, переработанное и дополненное. – Москва: Химия, 1971. – 456 с.
4. Vaughan D.J., Craig J.R. Mineral chemistry of metal sulfides, first ed. – New York : Vail-Ballou, 1978. – P. 17-117.
5. Smith S.N., Joosten M.W. Corrosion of Carbon Steel by H2S in CO2 Containing Oilfield Environments // Corrosion 2006. Paper No. 06115. NACE International: Houston, TX, USA, 2006.
6. Saba N.E. Galvanic Localized Corrosion of Mild Steel under Iron Sulfide Corrosion Product Layers. A dissertation presented to the faculty of the Russ College of Engineering and Technology of Ohio University. 2018.
7. Chemical characterization of corrosion films electrochemically grown on carbon steel in alkaline sour environment / E. Sosa, R. Cabrera-Sierra, M.T. Oropeza, F. Hernandez, N. Casillas, R. Tremont, C. Cabrera, I. Gonzalez // J. Electrochem. Soc. 2003. 150. B530-B535.
8. FeS Corrosion Products Formation and Hydrogen Uptake in a Sour Environment for Quenched and Tempered Steel / E. Wallaert, T. Depover, I. De Graeve, K. Verbeken // Metals. 2018. 8. 62; doi:10.3390/met8010062.
9. ГОСТ 26449.3–85. Установки дистилляционные опреснительные стационарные. Методы химического анализа соленых вод и дистиллята на содержание газов. Введ. 1985.11.15. – М., 1986. – 12 c.
10. ASTM D 4658–09. Standard Test Method for Sulfide Ion in Water. Published date: 05-15-2009. American Society for Testing and Materials, 2009. – 5 p.
11. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 20th Edition / Edited by L.S. Clescerl, A.E. Greenberg, A.D. Eaton. 1999. – 1325 p.
12. Гоник А.А. Сероводородная коррозия и меры ее предупреждения. Москва: Недра, 1966. – 176 с.
13. Синютина С.Е., Вигдорович В.И. Современное состояние и проблемы сероводородной коррозии металлов в растворах электролитов // Вестник ТГУ. – Т. 7, Вып. 3. – 2002. – С. 319-328.
14. Саакиян Л.С., Ефремов А.П. Защита нефтегазопромыслового оборудования от коррозии. Москва: Недра, 1982.
15. Новаковский В.М. К стандартной научной системе коррозионно-электрохимических понятий и терминов // Защита металлов. –1980. – Т. 16, № 3. – С. 250-264.
16. Markides A., Hakerman N. // Ind. Eng. Chem. – 1955. – V. 47, № 9. – P. 1773-1781.
17. Иофа З.А. О действии сероводорода на коррозию железа и на адсорбцию ингибиторов в кислых растворах // Защита металлов. – 1970. – Т. 6, № 5. – С. 491.
18. Tewari Р.Н., Campbell А.В. Dissolution of iron during the initial corrosion of carbon steel in aqueous H2S solutions // Canadian Journal of Chemistry –. 1979. – V. 57. –P. 188-196.
19. Баринов, О.Г. Механизм локализации коррозии на железе в растворах, содержащих сероводород: дис...канд. хим. наук. – М., 2002. – 129 с.
20. Houyi M., Xiaoliang C., Shenhao C. // Journal of Electroanalytical Chemistry. – 1998. – № 451. – P. 11-17.
21. Колотыркин Я.М., Флорианович Г.М. Аномальные явления при растворении металлов // Итоги науки. Электрохимия. – 1971. – Т. 7. – С. 5-64.
22. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии: учебное пособие для рабочих / Э.М. Гутман, К.Р. Низамов, М.Д. Гетманский, Э.А. Низамов. – Москва: Недра, 1983. – 152 с.
23. Защита нефтепромыслового оборудования от коррозии: справочник рабочего / Саакиян Л.С. [и др.]. – Москва: Недра, 1985. – 206 с.
24. Коррозионная стойкость оборудования химических производств: Способы защиты оборудования от коррозии: справ. изд. / А.М. Сухотин, Е.И. Чекулаева, В.М. Княжева, В.А. Зайцев / Под ред. Б .В. Строкана, А.М. Сухотина. – Ленинград: Химия, 1987. – 280 с.
25. Шашкова Л.В. Фрактально-синергетические аспекты микроповреждаемости, разрушения и оптимизации структуры стали в условиях водородной хрупкости и сероводородного растрескивания. – Оренбург: Оренбургский гос. ун-т, 2013. – 305 с.
26. ГОСТ Р 53679–2009. Нефтяная и газовая промышленность. Материалы для применения в средах, содержащих сероводород, при добыче нефти и газа. Часть 1. Общие принципы выбора материалов, стойких к растрескиванию. Введ. 2011.01.01. – М., 2011. – 11 c.
27. Иофа З.А. О механизме действия сероводорода и ингибиторов на коррозию железа в кислых растворах // Защита металлов. – 1980. – Т. 16, № 3. – С. 295-300.
28. ANSI/API Recommended Practice 571, 3rd Edition. Published date: March 2020. American Petroleum Institute (API), 2020. – 376 p.
29. C.de Waard, Milliams D.E. Carbonic Acid Corrosion of Steel // Corrosion. –1975. – V. 31, № 5. – P. 177-181.
30. C.de Waard, Milliams D.E. In: First International Conference on the Internal and External Protection of Pipes. UK: University of Durham, 1975. Paper F1.
31. C.de Waard, Lotz U., Milliams D.E. Predictive Model for CO2 Corrosion Engineering in Wet Natural Gas Pipelines // Corrosion. -– 1991. – V. 47, № 12. – P. 976-985.
32. C.de Waard, Lotz U. Prediction of CO2 Corrosion of Carbon Steel // Corrosion’93. 1993. Paper 69.
33. Руководство по применению антикоррозионных мероприятий при составлении проектов обустройства и реконструкции нефтяных месторождений: РД 39-0147103-362-86. Введ. с 01.03.1987. Уфа, 1987. – 100 с.
34. Защита газопроводов нефтяных промыслов от сероводородной коррозии / Э.М. Гутман, М.Д. Гетманский, О.В. Клапчук, Л.Е. Кригман. Москва: Недра, 1988. – 200 с.
35. Особенности механизма коррозионного растрескивания под напряжением металла труб в средах, содержащих сероводород и диоксид углерода / К.Б. Конищев, А.М. Семенов, А.С. Чабан, Н.А. Лобанова, Р.В. Кашковский // Вести газовой науки. – 2019. – № 3 (40). – С. 60-66.
36. Зырянов А.О., Иоффе А.В., Тетюева Т.В., Выбойщик М.А. Особенности коррозии НКТ из стали 15Х5МФБЧ в средах, содержащих CO2 и H2S. В сб.: Прочность неоднородных структур – ПРОСТ 2018.: М.: ООО «Студио-Принт», 2018. – С. 198.
37. Гоник А.А. Коррозия нефтепромыслового оборудования и меры ее предупреждения. Москва: Недра. 1976. – 192 с.
38. Jones L.W. Corrosion and Water Technology for Petroleum Producers. Tulsa: Oil & Gas Consultants International, Inc. 1998. – 202 p.
39. Завьялов В.В. Проблемы эксплуатационной надежности трубопроводов на поздней стадии разработки месторождений. – Москва: ВНИИОЭНГ, 2005. – 332 с.
40. Воды нефтяных и газовых месторождений СССР: справочник / под ред. Л. М. Зорькина. Москва: Недра, 1989. – 382 с.
41. Долматова Л.А. Особенности химического состава воды рек бессточной области Обь-Иртышского междуречья // Мир науки, культуры, образования. – 2011. – № 6 (31). – С. 238-241.
42. Вода для заводнения нефтяных пластов. Требования к качеству: ОСТ 39–225– 88. Введ. с 01.07.1990. – М., 1990.
43. Burger E.D., Jenneman G.E., Bache O., Jensen T.B. Soerensen S. A Mechanistic Model To Evaluate Reservoir Souring in the Ekofisk Field: SPE International Symposium on Oilfield Chemistry, The Woodlands, Texas, February 2005. https://doi.org/10.2118/93297-MS.
44. Burger E.D., Jenneman G.E. Forecasting the Effects of Reservoir Souring From Waterflooding a Formation Containing Siderite: SPE International Symposium on Oilfield Chemistry, The Woodlands. Texas, April 2009. SPE-121432-MS. https://doi.org/10.2118/121432-MS.
45. Пат. США № 2017/0116359 A1. Reservoir souring forecasting / Патент США № / Jenneman G.E., Burger E.D., B. Kolade.
46. Маркин А.Н., Суховерхов С.В., Бриков А.В. Нефтепромысловая химия: Аналитические методы. – Южно-Сахалинск: Сахалинская областная типография, 2016. – 212 с.
47. Вигдорович В.И., Макаров А.П. Контроль коррозионной агрессивности сероводородсодержащих сред и оценка эффективности способов защиты при непрерывной эксплуатации установок нефтегазовых производств // Практика противокоррозионной защиты. – 2015. – № 1(75). – С. 60-71.
Рецензия
Для цитирования:
Ткачева В.Э., Маркин А.Н., Кшнякин Д.В., Мальцев Д.И., Носов В.В. Коррозия внутрискважинного оборудования в сероводородсодержащих средах. Практика противокоррозионной защиты. 2021;26(2):7-26. https://doi.org/10.31615/j.corros.prot.2021.100.2-1
For citation:
Tkacheva V.E., Markin A.N., Kshnyakin D.V., Mal’cev D.I., Nosov V.V. Corrosion of downhole equipment in hydrogen sulfur-containing environments. Theory and Practice of Corrosion Protection. 2021;26(2):7-26. (In Russ.) https://doi.org/10.31615/j.corros.prot.2021.100.2-1
Просмотров: 91
Послать статью по эл. почте 