автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.14, диссертация на тему:Углекислотная коррозия и ингибиторная защита газонефтесборных трубопроводов осложненные образованием осадков солей

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРЙРОДШХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ЗНШ5ГАЗ)

На правах рукописи

МАРКИН АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

УДК 620.197.3

УГЛЕКИСЛОТНАЯ КОРРОЗИЯ И ИЬГИБИТОРНАЯ ЗАЩИТА ^ ГАЗОНЕФТЕСБОРШХ ТРУБОПРОВОДОВ

ОСЛОЖНЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЕМ ОСАЖОВ СОЛЕЙ

Специальность 05.17.14- - Химическое сопротивление

магериалов и защита от коррозии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ПРИРОДНЫХ ГАЗОВ И ГАЗОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (ВНИИГАЗ)

На правах рукописи

МАРКИН АНДРЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

УДК 620.197.3

УГДЗКИСЛОТНАЯ КОРРОЗИЯ И ИНГИБИТОРНАЯ ЗАЩИТА ГАЗОЕЕФТЕСБОРНЫХ ТРУБОПРОВОДОВ ОСЛОЖНЕННЫЕ ОБРАЗОВАНИЕМ ОСАДКОВ СОЛЕЙ

Специальность 05.17.14 - Химическое сопротивление

материалов и защита ох коррозии

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации еэ соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1992

Работа выполнена в Нижневартовском научно-исследователь-CKQU и проектном институте нефтяной промышленности (Нижневар-товскНИПИнефть).

Научный руководитель - к.т.н., с.н.с. Легезин Н.К.

Официальные оппоненты - д.г.в., проф, Саакияв Л.С.

- к.т.н. Михейчик А.П.

Ведущая организация - ВНШСШБефть, г. Уфа

Защита диссертации состоится 7 1992 г.

в 13 час, 30 мин. на заседании специализированного совета К 070,01.01 по присуждению ученой степени кандидата наук во Всероссийской научно-исследовательском институте природных газов и газовых технологий по адресу: 142717, Московская область, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГАЗ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИГАЗа.

Автореферат разослан 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, л

к.т.н. Н.Н. Кисленко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы.

Развитие нефтяной отрасли, разработка новых месторождений, в продукции которых содержатся такие агрессивные компоненты, как двуокись углерода, иинерализо'ванные воды, повышает требования к надежности работы трубопроводов и оборудования, которые, в этих условиях подвергаются интенсивной коррозии. Наряду с разработкой новых месторождений происходит выработка ресурса yace пролояенных нефтегазопроводов, что также повышает-требования к их надежности. По этим причинам наблюдается постоянный рост обзеиа применения ингибиторов коррозпи в нефтяной отрасли. Так, например, в производственном объединении (ПО) "Нижневар-товскнефтегаз" было использовано ингибиторов: в 1989 - 7920 г, в 1990 г. - 8403 г, л 1991 г. - I0I24 тонны.

Поэтому повышение эффективности иигибирования газонефте-сборных трубопроводов является важной народнохозяйственной задачей. Для Западной Сибири, где углекислотная коррозия осложняется образованней осадков солей железа и кальция, поставленная цель достигается научно-обоснованным выбором наиболее аффективных в данных условиях ингибиторов коррозии и совершенствованием технологий их применения, что моано сделать, лишь решив предварительно ряд теоретических, методических и технологических задач. В связи с этим, исследование углекислотной коррозии.в условиях образования осадков солей представляется акутальнкм.

Цель работы.

Исследование углекислотной коррозии стали и ее ингибирования при образовании осадков солей и разработка рекомендаций по ингибиторной защите газонефтесборных трубопроводов в этих условиях.

Основные задачи исследований.

1. Исследование особенностей углекислотной коррозии трубной стали в условиях образования осадков солей на ее поверхности.

2. Магеыатическое моделирование коррозионного процесса

в условиях образования осадков солей с целью прогнозирования его

скорости и характера развития.

3. Разработка негодики оценки защитного действия ингибиторов коррозии.

Исследование поведения ингибиторов коррозии при образовании осадков солей и разработка рекомендаций по повышению эффективности защиты.

Научная новизна.

1. Разработана динамическая математическая модель электрохимического коррозионного процесса; установлено, что электрохимическая гетерогенность поверхности корродирующего металла, вызываемая образованием осадков, может приводить как к уменьшению коррозии, так и к развитию коррозионных поражений типа пит-тингов и язв.

2. Впервые показано, что большой разброс скоростей угле-кислотной коррозии стали при постоянных внешних факторах и наличие максимума скорости коррозии в зависимости от рН связаны с образованием в составе сидерита изоморфной фазы и с соотношением фаз (сидерита и фазы, изоморфной его структуре) в образующемся осадке.

3. Установлено, что углекиолотвая коррозия стали в условиях осадкообразования варьируется в широких пределах (+50%) и поэтому нельзя оперировать термином "постоянная скорость коррозии", а следует говорить лишь о наиболее вероятных ее значениях при заданных внешних условиях.

Впервые установлено, что об эффективности ряда ингибиторов нельзя судить только по защитному эффекту, гак как скорость коррозии ингибированной стали для них не связана со скоростью коррозии в неингибированной среде. В качестве параметра, определяющего эффективность таких ингибиторов, предложено применять термин "остаточная скорость коррозии" (ОСК): значения скорости коррозии конкретной стали в среде, ингибированной определенной концентрацией ингибитора.

Предложена новая классификация ингибиторов, учитывающая возможность использования понятий защитного эффекта и ОСК для оценки эффективности их применения в условиях углекислотной коррозии, осложненной осадкообразованием.

И

Практическая ценность работы и реализация в промышленности

Разработанная методика лабораторных испытаний защитного действия ингибиторов коррозии, моделирующая физико-химическое равновесие пластовой воды под давлением углекислотного газа, возволила выявить реагенты, наиболее эффективные в конкретных условиях данного месторождения. В результате значительно сократился объем дорогостоящих опытно-промысловых испытаний.

На основании проведенных исслодований в 1987-1990 гг. в ряде нефтегазодобывающих управлений (НГДУ) ПО "Никн.евартовск-нефтегаз" были внедрены отечественные ингибиторы коррозии СНПХ-бОПБ и СНПХ-6301 для комплексной защиты оборудования добывающих скважин и газонефтесборных коллекторов. Реализация технологических процессов, разработанных с использовании результатов исследований, только в НГДУ "Белозернефть" дала экономический эффект 1,2 млн.рублей за 1987-1990 годы.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертации докладывались:

- на нейдународном семинаре "Проблемы сбора, подготовки и магистрального транспорта нефти" (г. Уфа, 1988 г.);

- на Всесоюзном совещании - ярмарке 'Современные сродства и методы химической защиты нефгегазопромыслового оборудования от коррозии и бкопоБреудений" (г. Казань, 1989 г.);

- на отраслевой научно-технической конференции "Проблемы защиты от коррозии нефгегазопромыслового оборудования на месторождениях Западной Сибири" (г. Тюмень, 1589 г.).

Публикации.

Основные полокения диссертации опубликованы в десяти печатных работах, в тоы числе в журнале Американской Ассоциации Инаенеров-коррозиониотов "СОДИОЗЮМ

Объем и структура диссертации.

Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заклячония, списка литературных источников. Работа изложена на 176 страницах машинописного текста и иллюстрирована 22 таблицами и 30 ресурсами. Список литературы содержит 136 названий.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность теин исследования, определены цели исследований, показана научная новизна и практическое значение работы.

В первой главе на основании опубликованных работ проведены анализ и обобщение состояния работ по исследованию механизма угле кисло:ной коррозии, влиянию осадкообразования на коррозионный процесс, методам антикоррозионной защиты в нефтегазодобывающей промышленности.

Первые работы по изучению углекислотной коррозии опубликованы Американской ассоциацией по газобензиновому производству в сороковых годах« Однако, в то время углекислотная коррозия нефтяного оборудования не была серьезной проблемой как за рубежом, гак и в СССР.

В нашей стране ситуация резко изменилась в 1965-1970 гг. с началом разработки в Краснодарском и Ставропольском краях глу-бокозалегающих газоконденсатных месторождений с пластовой температурой 80-140°С, давлением до 35 МПа и содержанием в газе до 5%. В этот период институтом ВШШГАЗ и его филиалами были проведены детальные исследования углекислотной коррозии в газоконденсатных системах. Авторскими коллективами под руководством Н.Е. Легезина, A.A. Кутовой, на основании лабораторных исследований и практических данных,была предложена классификация газоконденсатных систем по их агрессивности в зависимости.от температуры и парциального давления углекислого газа.

В дальнейшем теоретическими и экспериментальными исследованиями углекислотной коррозии нефтепромыслового оборудования занимались A.A. Гоник, А.И. Оводов, В.П. Кузнецов, Ю.Г. .Рождественский, Л.С. Саакиян, А.Г, Хуршудов, Э.П. Мингалев, М.Д. Гетманский, а также зарубежные ученые Хауслер, Бурке, Кролет, Бонне, Смит, Икеда к др.

С началом разработки нефтяных месторождений Тюменского Севера, для которых характерны невысокие (0,05-0,10 МПа) парциальные давления COg и слабая (до W г/л) минерализация водной фазы продукции скважин, относящейся к водам хлорид-кальциевого типа, выявились системы, где углекислотная коррозия нефтяного

оборудования осложняется образованием осадков солей. Отмечается невысокая изученность коррозионных процессов и ингибирования коррозии в этих условиях, отсутствие достаточного ассортимента ингибиторов углекислогной коррозии.

Целенаправленный выбор ингибиторов углекислогной коррозии для нефтяных месторождений Западной Сибири представляет, таким образом, серьезную задачу, так как коррозионшй процесс в реальных условиях всегда осложнен осадкообразованием, и, как следствие, скорость даже равномерной коррозии может достигать значительных величин, чаще те всего она носит неравномерный характер, что приводит к скоростям коррозии 1,5-2,5 гДм^.ч).

В конце главы сформулированы основные задачи исследований.

Во второй главе изложены методика и алгоритм расчета фи-, зико-химического равновесия воды под давлением углекислого газа. Методика позволяет рассчитывать, и на основе расчета моделировать в лаборатории, ионный состав и рН водной фазы продукции скважин при известных исходных данных - парциальном давлении СО2, общем содержании ионов Со., Мд, Ре, бикарбонат-иона и др., температуре. В основе методики - химические уравнения равновесий между отдельными ионами, которые,вместе с температурными зависимостями соответствующих констант диссоциации и произведений растворимости, а также с учетом ионной сйш раствора, вычисляемой на основе среднеионных коэффициентов активности, объединены в нелинейную систему 32-х уравнений. Эта система решается численным методом по нестандартному алгоритму с помощью ЭВМ ЕС-1066. Проведена экспериментальная проверка точности расчета при различных температурах, минерализация* и парциальных давлениях СО^ на модельных водах в лаборатории.

В качестве критерия способности раствора выделять осадки карбонатов кальция, магния и железа приняты индексы насыщения воды этими карбонатами. Индекс насыщения воды карбонатом кальция называют индексом насыщения Ланжельа (индексом Ланжельа). Этот параметр, также как и его многочисленные уточненные кодификации, успешно применяют для прогнозирования карбонатных отложений кальция с 1936 года. Показано, что индексы насыщения раствора карбонатами железа и магния, аналогичные индексу Ланжелье,

могу! быть применены для прогнозирования осаждения соответствующих солей.

Прогноз осаждения карбоната магния из хлорид-кальцевых вод, характерных для Самотлорского месторождения, отрицательный. Возможность использования индекса насыщения раствора карбонатом железа подтверждена экспериментально.

В третьей глава описаны результаты математического моделирования электрохимических коррозионных процессов при образовании осадков на корродирующей поверхности. »

Математическая модель коррозионного процесса построена на основе представлений о микрогальванических (локальных) элементах и электрохимической гетерогенности маталлической поверхности. Электрохимическая гетерогенность вызывается различными причинами (структурной и химической неоднородностью металла, адсорбцией, напряженный состоянием отдельных участков и механо-химическими эффектами и др.) и проявляется в неравномерном распределении скоростей электродных реакций по корродирующей металлической поверхности. В результате протекания электродных реакций изменяется заряд поверхности на том участке металла, где эти реакции имеют место. Анодная реакция делает заряд участка более отрицательным, катодная - болое положительным» Изменение заряда приводит к изменении двойного электрического слоя, а измененный двойкой электрический слой, в свою очередь, влияет на интенсивность обеих электродных реакций. В математической модели изменение заряда участка поверхности и вызываемое этим изменение скоростей электродных реакций описываются через значения мгновенных потенциалов участков. Отложение осадков моделируется смещением потенциалов участков металла в положительную сторону. То есть, при образовании осадка на участке металла замедляется анодная реакция и усиливается катодная.

Для реализации математической модели была составлена программа для ЭВМ ЕС-1066.

Математическая модель качественно воспроизводит изменение кинетики коррозии в зависимости от внешних факторов: чистоты обработки поверхности образца, образования защитного или стимулирующего осадков; демонстрирует, что электрохимическая гетерогенность поверхности корродирующего металла, вызываемая образованном осадков, ио&ег, при интенсивной осадкообразовании и 8

замедлении анодной стадии, приводить к развитию коррозионных поражений типа пигтингов, язв, каверн. В условиях углекислогной коррозии этому имеются многочисленные подтверждения.

На основе математического моделирования показано, что в каждый данный момент времени-распределение скоростей коррозии по поверхности образца, корродирующего равномерно, имеет следующие особенности: среднее значение не является наиболее вероятным, вероятность отклонения от средней скорости коррозии высока:

участков в каждый данный момент времени корродируют со скоростями, значительно ниже средней, а ~20%- со скоростями, превышающими среднюю в.3-8 раз. Вид распределения напоминает распределение Пуассона.,

Таким образом, математическая модель описывает кинетику и ряд характерных особенностей коррозии в условиях образования осадков на корродирующей поверхности.

В чагвергой глава приведены результаты исследований особенностей углекислогной коррозии углеродистой стали, осложненной образованием осадков солэй,

Элекгронномикроскопическиа исследования стальных образцов, корродировавших в реальных трубопроводах, показали, чго углекис-логная коррозия промыслового оборудования Самотлорского месторождения протекает в условиях осаждения, главным образом, карбонатов железа и кальция. Осаждение на корродирующей поверхности этих солей моделировали в лабораторных экспериментах.

Выявлены следующие характерные особенности углекислогной коррозии в условиях осадкообразования, которые иллюстрируются рис. I:

- значительный (+30-50%) разброс скоростей коррозии при неизменных внешних условиях;

- величина разброса мало зависит от концентрации в пластовой воде бикарбонат-иона и уменьшается с увеличением рН;

- в определенном диапазоне рН наблюдается максимум как абсолютной величины скорости коррозии, гак и ае изменения;

- средние, максимальные и минимальные скорости коррозии

в водах с различными концентрациями бикарбонат-иона уменьшаются . с ростом рН, а при рН ~ 8,5 совпадают для вод с низким (90 мг/л) и высоким (450 мг/л) содержанием НСО3.

к,

r¡№

1.0

o,s

№

\

A

--Li

6,0

7,0

8,0

pH

Рис. I. Зависимость скорости коррозии стали 40 от рН синтетической води Самотлорского месторождения состава г/л: NaCl- 17,00; Cace2- 0,14;- MgCe^- 0,20;UüHtüs- 0,633; ( HCO3 = 450 мг/л), t = 50°C. Точками показаны значения скорости коррозии в отсутствие осадкообразования.

В составе осадков, основой которых является сидерит, обнаружена фаза о кубической (типа шпинели), структурой, изо-, морфной структуре сидерита, а также цементит Яе^С, Эта гегеро-фазная структура, в соответствии с ранее принятой терминологией, далее называется коррозитом.

Проведенные исследования позволяют нарисовать следующий механизм углекислогной коррозии стали.

При погружении металла в электролит начинается коррозия с водородной деполяризацией,.причем, недиссоциированная угольная кислота играет роль буфера, поставляющего ионы Н*, расходуемые на деполяризацию. Скорость коррозии стали в этом случае ~0,б г/(1Г.ч) и мало зависит от концентрации НСО^ в растворе, так как концентрация недиссоциированной ^СО^ постоянна при неизменном парциальном давлении углекислого газа. В результате коррозии приэлектродный слой обогащается ионами.желе за, благодаря чему достигаются условия осаждения коррозита. Входящие в состав коррозита сидерит и изоморфная его структуре фаза, образуются одновременно и от их количественного.соотношения зависят стимулирующие или защитные свойства осадка. Сидерит, как известно! обладает защитными свойствами, а повышение содержания описанной выше фазы в коррозите приводит к тому, что, он становится рыхлым, легко проницаемым, повышает электрохимическую гетерогенность поверхности стали и стимулирует ее коррозию.

С повышением в растворе концентрации НСО^ облегчаемся образование как сидерита (из-за повышения концентрации Со| при диссоциации НСОд ), так и второй фазы, образующейся через промежуточные комплексы Ре с НСО^ . Поэтому наблюдается корреляция между концентрацией НС СНГ и скоростью коррозии. С другой стороны, с ростом рН, при постоянной концентрации НСО^" , для образования сидерита необходимы более низкие концентрации Ре в при-электродном слое. Следовательно, повышение рН, при прочих равных условиях, способствует обогащению коррозита сидеритом, что приводит к замедлению коррозии.

Неравномерная по поверхности металла концентрации Ее'-в приэлектродном слое, флуктуации потока, местное подщелачивание среды и другие неконтролируемые факторы приводят к тому, что осадкообразование, как на отдельном участке металла, гак и на всей металлической поверхности, носит,в значительной мере, случайный характер. В том смысле, что .при неизменных внешних усло-

вшх соотношение фаз в коррозию на поддается точному расчету или прогнозу. Поэтому при углекислотной коррозии стали в условиях осадкообразования нельзя получить постоянную скорость коррозии, которая варьируется в широких пределах, а можно говорить лишь о наиболее вероятном ее значении при заданных внешних условиях.

С применением математического планирования эксперимента показано, что углекислогная коррозия а деаэрированных водных фазах продукции скважин стимулируется совместным осаждением на корродирующей поверхности коррозита и карбоната кальция.

Понижение рН снижает интенсивность осадкообразования и при высоких парциальных давлениях углекислого газа и низких рН образования осадков не наблюдается.

Представленный механизм позволяет объяснить характерные особенности углекислотной коррозии стали в условиях осадкообразования различным соотношением фаз в образующемся осадке.

В пятой главе даны результаты исследований ингибирования углекислотной коррозии газонефтесборных трубопроводов в условиях образования осадков солей.

В предыдущей главе показано, что при углекислотной коррозии стали в условиях осадкообразования различных соединений' на корродирующей поверхности контрольная скорость коррозии варьируется в широких пределах при неизменных внешних условиях. Следовательно, малая меличина защитного эффекта ингибиторов часто бывает связана с небольшой контрольной скоростью коррозии. Аналогично, параметры, получаемые из электрохимических измерений и характеризующие ингибированное состояние металла, в которые входят величины, соответствующие неингибированному состоянию, определяются со значительной погрешностью.

На основании подробных исследований 34-х ингибиторов коррозии установлено, что для 18 из них скорость коррозии в ингиби-рованной водной фазе продукции скважин Самотлорского месторождения постоянна при постоянной концентрации реагента 1; не зависит от контрольной скорости коррозии. Поэтому предложено эффективность реагентов характеризовать не только величиной защитного эффекта, но и параметром, названным "остаточная скорость коррозии" (ОСК). ОСК.асгь скорость коррозии (общей, локальной, пит-гинговой и т.д.) конкретного металла в данной среде, кнгибиро-

ванной определенной концентрацией ингибитора.

Таким образом, именно ОСК, как характеристика системы ыеталл-среда-ингибигор (наряду с потенциалом коррозии в ингиби-рованной среде), является параметром, позволяющим надежно зафиксировать ингибирование углекислогной коррозии стали в условиях осадкообразования. При этом зажно, что существуют такие ингибиторы, что, если скорость коррозии в неингибированной среде больше ОСК данного реагента, го он даег защитный эффект, а если контрольная скорость коррозии меньше ОСК, то скорость коррозии металла в ингибированной среде'становится равной ОСК.

У четырех ингибиторов (из 34 исследованных)посгоянны не значения ОСК, а защитный эффекг (по 10 остальным ингибиторам необходимы дополнительные исследования). Очевидно, для них значения ОСК не характеризуют ингибирование коррозии. Здесь следует пользоваться величиной защитного эффекта или коэффициентом тормоггания.

С практической точки зрения, разница между 18 первыми и 4-мя последними ингибиторам (названными реагентами I и П типов соответственно) заключается з следующем. Поскольку ингибиторы применяются при высокой агрессивности среды, когда скорости равномерной коррозии составляют 0,5 г/(м^.ч) и более, го реагенты, у которых постоянен защитный эффект, а не ОСК, не всегда позволяют достигать низких значений скорости коррозии в ингибированной средэ. Так, если защитный эффект какого-либо ингибитора 80%, то при контрольной скорости коррозии 0,5 г/О^.ч) ско-росгь коррозии в ингибированной среде будет 0,1 г/(н^.ч), а при контрольной скорости коррозии 2,0 г/(и^.ч), скорость коррозии а ингибированной среде составит уке 0,4 г/(ь£.ч). Напротив, у ингибиторов I типа скорость коррозии в ингибированной среде постоянна и равна остаточной скорости коррозии. С другой стороны, если тэнтрольная скорость коррозия невелика или меньсэ ОСК реагента I типа, го ингибированаа коррозии не будет и может наблюдаться увеличение скорости коррозии металла в ингибированной среде. В гаком случае следует использовать либо реагенты с меньшими значениями OCX, либо реагенты П п;пз.

По xin»1:вескому составу ингибиторы П типа отличаются ог реагентов I типа. Отсутствуют азотосодерзащиэ соединения с длинными углеводородными радикалами, 2 из них содержат нкзяомолаку-ляркые амины.'

Среди органических ингибиторов коррозии сложного состава выявлены такие, при адсорбции которых на "чистой" (т.е. без осадков) поверхности стали и на поверхности стали, покрытой осадками солей, образующихся в результате углекислотной коррозии, стационарные потенциалы (потенциалы свободной коррозии) этих поверхностей в синтетической воде Самотлорского нефтяного месторождения различаются на десятки милливольт. Электрический контакт по металлу между такими поверхностями приводит к образованию гальванических элементов с э.д.с. до 80 мВ, в которых "чистая" поверхность стали может быть как катодом, гак и анодом. В последнем случае вместо ингибирования коррозии возможно анодное растворение стали со скоростями 2-8 гДг.ч) и более.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ВЫВОДЫ

1. Исследованы особенности углекислотной коррозии углеродистой стали, осложненной образованием осадков солей. Рентгенографическими и элекгронномикроскопическими исследованиями установлено, что основу осадков, образующихся в приэлектродном слое, составляет сидерит и изоморфная его структуре фаза высо-^ кой симметрии. От количественного соотношения этих составляющих осадка зависят его стимулирующие или защитные свойства, причем,, изменение соотношения фаз, в значительной степени,носит случайный характер. Следствием является большой разброс скоростей коррозии стали при неизменных внешних условиях.

Углокислотная коррозия в деаэрированных хлорид-кальциевых водах стимулируется совместным осаждонием на корродирующей поверхности вышеуказанного соединения и карбоната кальция.

2. Разработана динамическая математическая модель электрохимического коррозионного процесса в условиях осадкообразования. Модель качественно воспроизводит изменение кинетики коррозии в зависимости от чистоты обработки поверхности. Предсказывает, что при образовании осадков, стимулирующих коррозию, изменение, в определенных пределах, внешних условий незначительно влияет на коррозионный процесс, в то время как при неизменных внешних условиях, в зависимости от типа осадков, скорость коррозии изменяется более чем в 8 раз. Это хорошо согласуется с опытными дачными по коррозии углеродистой стали в синтетической пластовой

воде Самотлорского нефтяного месторождения.

Модель наглядно демонстрирует переход равномерной коррозии в локальную и пиггинговую при интенсивном осадкообразовании и замедлении анодной стадии; позволяет исследовать мгновенное распределение скоростей коррозии по поверхности образца, корродирующего равномерно.

3. Разработана методика и алгоритм расчета физико-хими-иского равновесия водной фазы продукции скважин под давлением

. Показана и подтверждена экспериментально возможность применения индекса насыцения воды карбонатом железа для прогнозирования осаждения РеСО^.

Исследованы особенности ингибирования углекислотной коррозии углэродистой стали в условиях осадкообразования.

Определено, что ингибиторы коррозии, по их действию, можно разделить на два типа. Для реагентов.1 типа скорость коррозии згали в ингибированной пластовой воде, названная "остаточной зкоростью коррозии", постоянна (при данной концентрации реагента) и не зависит от контрольной скорости коррозии. Ингибиторы I типа показывают постоянный защитный эффект.

Показано, что выбор ингибитора для конкретных условий должен осуществляться в зависимости сг контрольной скорости соррозии, значений остаточной скорости коррозии для реагентов [ типа и величины защитного эффекта для реагентов П типа.

5« Выявлены органические ингибиторы коррозии, которые защищают относительно чистую поверхность стали слабее, чем по-срытую осадками солей, образующимися в результате углекислотной мррозии. Потенциалы свободной коррозии таких поверхностей з ингибированной водной фазе продукции скважин Самотлорского нефтя-гого месторождения различаются на десятки милливольт, а элекгри-мский контакт между ними создает гальванопары, в которых чистая юзерхность может оказаться анодом, локальная скорость растворами которого достигает 2-8 г/Ог.ч).

На основании предложенной классификации реагентов, учиты-зающей понятия защитного эффекта и остаточной скорости коррозии, 1 проведении^: исследований, отобраны ингибиторы коррозии наибо-¡ее эффективные а условиях осадкообразования. Разработаны и внедрены технологии их применения, снижающие аварийность нефгегазо-1розодоз в 2,5-6,6 раза. Предложенная методика расчета физико-сииического равновесия водной фазы продукции скважин под давло-

ниам COg позволила разработать и внедрить технологию комплексной защиты промыслового оборудования Самотлорского месторождения от отложения солей и коррозии.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Хуршудов А.Г., Маркин А.Н., Сивоконь И.С. Эффективность ингибирования углекислотной коррозии в условиях образования вторичных осадков. //Нефтяная промышленность. Сер.: Борьба с коррозией и защита окружающей среды. З.И. Отечественный опыт.

- М.: ВНИИОЭНГ^ 1988. Вып. 2. - С. 1-4.

2. Маркин А.Н., Сивоконь Й.С., Хурнудов А.Г. Математическое моделирование электрохимических коррозионных процессов.

- М.: 1988. - Доп. во ВНИИОЭНГ, 24.08.88, » 1628-кг. - 12 с.

3. Сивоконь И.О., Маркин А.Н., Маркина Т.Т. Методика

и алгоритм расчета физико-химического равновесия пластовых вод Самотлорского месторождения, - М.: 1988. - Доп. во ВНИИОЭНГ, 30.09.88, №> 1634-нг. - 14 с.

4. Хуршудов А.Г., Маркин А.Н., Вавер В.И., чСиьоконь И.О. Моделирование процессов равномерной углекислотной коррозии применительно к условиям Самотлорского месторождения, //Защита металлов. - М. 1988. Т. 24. 1й 6. - С» 1014-1017.

5„ Маркин А.Н., Сивоконь И.О. Методика расчета физико-химического равновесия системы нефть-газ-вода и прогноза отложения солей. //Татарское правление ВХО им. Д.И. Менделеева. НПО "Союзнефтапромхим". Современные сродства и методы химической защиты нефтепромыслового оборудования и от коррозии и биоповрежданий. Тезисы докладов. - Казань. 1989. - С. 38-39.

6. Хуршудов А.Г., Сивоконь И.С., Маркин А.Н. Прогнозирование углекислотной коррозии нефтегазопроводов. //Нефтяное хозяйство. 1989. - to II. - С. 59-61.

7. Маркин А.Н., Гутман Э.М., Сивоконь И.С., Ермакова Л.П, Малоамплигудкая циклическая волыампарометрия ингибиторов коррозии. //Защита металлов. - М. 1991. Т. 27. № 3. - С. 368-372.

8. Гутман Э.М., Маркин А.Н., Сивоконь И.С. и др. О выборе параметров, характеризующих ингибирование углекислотной коррозии стали в условиях осаждения солей. //Защита металлов. - М, 1991. Т. 27. )й 5. - С. 767-774.

9. РД 39P-0I484-63-0008-89. Инструкция по технологии оыплексной защиты нефтепромыслового оборудования от отложения олей и коррозии. Куролесов В.И., Львов П.Г.^ Банных Д.В. и др. ПО "Совзнефтепроихим". - НижневартовскШШнефгь. - 1989.

Ю. A.W. MarKia, I. S, SivoKon., and A.Q. Khmrshadov HatKemtL-lical Sifliutation o{ Corrosion.- EieetirocKemica.fi Proeessea.// CORROSION - Vot. No. 9 -1991.-PP. 659-66A.

Соискатель i&A^. A.H. Маркин

Заказ й 78 Подписано к печати мая 1992 г,

.'ираж - 100 экз. Ф-г: 84x108/32. Объем: I уч.-изд.лист

Спечатано на ротапринте ВНИИГАЗа-по адресу: 142717, Московская збласгь, Ленинский район, пос. Развилка, ВНИИГАЗ.