image
energas.ru

Территория Нефтегаз № 3 2018

Защита от коррозии

01.03.2018 10:00 Применение бактерицид-ингибитора комплексного действия для защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования и трубопроводов
Для защиты нефтепромыслового оборудования и трубопроводов от общей и микробиологической коррозии был разработан бактерицид-ингибитор комплексного действия на основе технических фосфатидов, жирных и нафтеновых кислот. Образуя на поверхности металла экранирующий слой, ингибитор изолирует поверхность от агрессивной среды, тем самым снижая скорость коррозии. Лабораторные исследования показали, что оптимальный расход бактерицид-ингибитора в условиях агрессивной среды составляет 250 мг/л. При этом защитный эффект составляет 91–95 %, а степень подавления – 98 %. В лабораторных условиях изучалось также влияние данного реагента на вязкость нефти. Было установлено, что применение ингибитора уменьшает вязкость нефти почти в три раза, поскольку технический фосфатидный концентрат способствует растворению асфальтосмолопарафиновых отложений. Промысловые испытания, проведенные в скважинах 743 и 474 НГДУ «Абшероннефть», показали, что защитный эффект бактерицид-ингибитора в рабочей концентрации 250 мг/л составил 89–91 %, а степень подавления сульфатвосстанавливающих бактерий – 93–95 %.
Ключевые слова: бактерицид-ингибитор, коррозия, защитный эффект, степень подавления, агрессивность среды.
Ссылка для цитирования: Мамедов К.А., Гамидова Н.С. Применение бактерицид-ингибитора комплексного действия для защиты от коррозии нефтепромыслового оборудования и трубопроводов // Территория «НЕФТЕГАЗ». 2018. № 3. С. 20–25.
Открыть PDF


Длительное применение заводнения неф- тяных пластов для поддержания пластового давления без предварительной стерилизации морской воды приводит к усилению коррозионных процессов. Это связано с присутствием в морской воде ионов и коррозионно-агрессивных бактерий. В результате жизнедеятельности этих бактерий продукция скважин насыщается биогенным сероводородом, СО2, различными органическими кислотами и др. [1].

Одним из широко распространенных и эффективных методов борьбы с общей и микробиологической коррозией является применение реагентов, обладающих бактерицидными и ингибирующими свойствами [2].

С учетом актуальности указанной проб- лемы для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии был разработан бактерицид-ингибитор на основе технических фосфатидов, жирных и нафтеновых кислот. Технический фосфатидный концентрат получен путем гидратации хлопкового масла и является побочным продуктом масложирового производства. Наряду с фосфолипидами он содержит также госсипол, хлорофилл и др.

Для изучения влияния полученного реагента на коррозионные процессы в лабораторных условиях были проведены исследования для определения ингибирующих и бактерицидных свойств.

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРУЮЩИХ СВОЙСТВ

Определение ингибирующих свойств данного бактерицид-ингибитора в лабораторных условиях осуществлялось гравиметрическим методом согласно ГОСТ 9506-87 «Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Ингибиторы коррозии металлов в водно- нефтяных средах. Методы определения защитной способности» [3] в течение 6 ч при температуре 20 °С в U-образной установке на пластовой воде со скважины НГДУ «Абшероннефть». Скорость коррозии при различных концентрациях бактерицид-ингибитора (50–300 мг/л) исследовалась на стальных образцах марки Ст-20.

Определение бактерицидных свойств реагента в концентрации 50–300 мг/л проводилось йодометрическим методом по РД 39-3-973-83 «Методика контроля микробиологической зараженности нефтепромысловых вод и оценка защитного и бактерицидного действия реагентов» на культуре сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) нагрузкой, равной 103 кл/мл, при температуре 30–32 °С в течение 15 сут [4]. Культура СВБ для исследований была выделена из пластовых вод месторождения «Шималы Абшерон». Культивирование сульфатвосстанавливающих бактерий проводили в среде Постгейта методом предельных разведений. Результаты лабораторных исследований приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, в зависимости от концентрации защитный эффект бактерицид-ингибитора изменяется в интервале 55–96 %, а степень подав- ления – от 10 до 98 %. Исследования показали, что оптимальная концентрация реагента составляет 250 мг/л, при этом защитный эффект равен 95 %, а степень подавления – 98 %. Данный реагент, образуя на поверхности металла экранирующий слой, изолирует поверхность металла от агрессивной среды, тем самым снижая скорость коррозии. Устойчивость защитной пленки зависит от эффективности реагента, адгезии к поверхности металла и особенностей металлической поверхности, от скорости течения жидкости и характера пластовой воды.

Известно, что на протекание коррозионных процессов оказывают влияние различные физико-химические факторы среды. Поэтому в лабораторных условиях изучалось влияние разработанного бактерицид-ингибитора на скорость коррозии при увеличении скорости и температуры потока. Результаты лабораторных исследований приведены на рис. 1 и 2.

Как видно из рис. 1, без ингибитора при различных скоростях потока среды (0,5; 1,0 и 1,5 м/с) скорость коррозии составляет 0,8425–2,3199 г/м2.ч. При концентрации реагента 250 мг/л скорость коррозии в соответствующих средах достигает 0,0443–0,2141 г/м2.ч. При этом защитный эффект составляет 91–95 %.

Как видно из рис. 2, без ингибитора при различной температуре среды (20; 40; 60 и 80 °С) скорость коррозии составляет 0,6017–3,4392 г/м2.ч. При оптимальной концентрации реагента 250 мг/л скорость коррозии в соответствующих средах достигает 0,0291–0,2070 г/м2.ч. При этом защитный эффект достигает 93–95 %.

 

ВЛИЯНИЕ БАКТЕРИЦИД-ИНГИБИТОРА НА ВЯЗКОСТЬ НЕФТИ

В лабораторных условиях изучалось также влияние разработанного бактерицид-ингибитора на вязкость нефти. Определение вязкости нефти в присутствии реагента в различных концентрациях (5–20 г/л) осуществлялось вискозиметром марки ВПЖ-2 при температуре 20 °С по ГОСТ 33-2000 (ISO 3104-94) «Нефтепродукты. Прозрачные и непрозрачные жидкости. Определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости» [5]. Было установлено, что применение реагента уменьшает вязкость нефти до трех раз – с 220 до 68 мм2/с (рис. 3), поскольку технический фосфатидный концентрат способствует растворению асфальтосмолопарафиновых отложений. Таким образом, данный бактерицид-ингибитор, подобно ПАВ, разжижает и повышает текучесть высоковязких нефтей, что приводит к увеличению нефтеотдачи.

Результаты лабораторных исследований разработанного бактерицид-ингибитора позволили рекомендовать его для промысловых испытаний.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОМЫСЛОВЫХ ИСПЫТАНИЙ

Для проведения промысловых испытаний были выбраны нефтедобывающие скважины 474 и 743 НГДУ «Абшероннефть».

Бактерицид-ингибитор в рабочей концентрации 250 мг/л закачивался в скважины методом периодической (скв. 743) и непрерывной дозированной (скв. 474) подачи. Непрерывная дозированная закачка бактерицид-ингибитора осуществлялась при помощи дозировочного насоса, а периодическая – при помощи агрегата ЦА-320.

В зависимости от конструкции лифта в фонтанных и компрессорных скважинах закачка ингибитора производится по нижеуказанной схеме:

• при однорядном лифте закачка производится в затрубное пространство через обратный клапан;

• при двухрядном лифте ингибитор закачивается сначала в кольцевое, а затем в затрубное пространство с расчетом производительности продукции по частям. При этом объем закачки в кольцевое пространство должен быть вдвое меньше.

Периодическая закачка реагента в глубинно-насосные скважины осуществляется при помощи задвижки агрегата. При наличии давления агрегат подсоединяется к затрубному пространству при помощи трубы или резинового шланга. При закачке бактерицид-ингибитора в скважины необходимо также учитывать динамический уровень.

Количество бактерицид-ингибитора для закачки в скважины рассчитывается по формуле:

 

Qr = Qвод . qd . Tn,                                             (1)

где Qr – объем требуемого ингибитора, л; Qвод – среднесуточный дебит воды, м3/сут; qd –оптимальное количество ингибитора на 1 л воды, г/л; Tn – период периодической закачки, сут.

Для непрерывной дозированной закачки бактерицид-ингибитора был организован дозаторный пункт, состоящий из емкости для ингибитора, дозировочного насоса и автоматического прибора R-2.5 (BR-10). При закачке ингибитор из технологической емкости подается в дозировочный насос, в котором преду- смотрена система регулирования хода плунжера между нулем и максимальной величиной, а затем из дозировочного насоса – в выкидную линию.

Для определения защитного эффекта бактерицид-ингибитора в выкидной линии были установлены контрольные образцы-свидетели из стали марки Ст-20. Испытания проводились в течение двух месяцев: в первый месяц без применения ингибитора, во второй – с подачей реагента. Продолжительность выдержки контрольных образцов составляла 30 дней, после чего они отбирались для дальнейшей оценки защитного эффекта. Защитное действие бактерицид-ингибитора выявлялось в лаборатории гравиметрическим методом по потере массы стальных образцов. Для изучения бактерицидных свойств реагента параллельно была взята пластовая вода для химического и микробиологического анализов. Результаты проведенных промысловых испытаний приведены в табл. 2.

Промысловые испытания показали, что при использовании реагента скорость коррозии в среднем снизилась с 0,6338–0,7344 до 0,0585–0,0790 мг/см2.ч, защитный эффект при этом составил 89–91 %. Количество сульфатвосстанавливающих бактерий уменьшилось с 105 до 102 кл/мл, при этом степень подавления СВБ составила 93–95 %.

 

ВЫВОДЫ

1. Разработан эффективный многофункциональный реагент на основе технических фосфатидов, жирных и нафтеновых кислот для защиты нефтепромыслового оборудования от электрохимической и микробиологической коррозии.

2. Полученный бактерицид-ингибитор нетоксичен, технология получения проста. Реагент изготавливается из дешевого местного сырья, что указывает на экономическую эффективность его применения.

3. В лабораторных условиях при рабочей концентрации бактерицид-ингибитора 250 мг/л защитный эффект от общей коррозии составил 95 %, а степень подавления СВБ – 98 %.

4. Промысловые испытания показали, что при использовании бактерицид-ингибитора в рабочей концентрации 250 мг/л защитный эффект составил 89–91 %, а степень подавления СВБ – 93–95 %.

Таблица 1. Бактерицидные свойства реагента по итогам лабораторных испытаний

Table 1. Bactericidal properties of the reagent according to the results of laboratory tests

Концентрация, мг/л

Concentration, mg/l

Скорость коррозии, г/м2 в ч

Corrosion rate, g/m2 per hour

Защитный эффект, %

Protective effect, %

Степень подавления сульфатвосстанавливающих бактерий, %

Degree of suppression of sulfate-reducing bacteria, %

Без реагента

1,1451

50

0,5124

55

10

100

0,4371

62

21

150

0,1929

83

70

200

0,1029

91

94

250

0,0517

95

98

300

0,0411

96

98

 

Таблица 2. Результаты промысловых испытаний бактерцид-ингибитора на нефтедобывающих скважинах НГДУ «Абшероннефть»

Table 2. Results of field trials of bactericide inhibitor in oil-producing wells of Absheronneft, Oil and Gas Production Division

Скв. № 743 (периодическая закачка)

Well No. 743 (intermittent injection)

Скв. № 474 (непрерывное дозирование)

Well No. 474 (continuous metering)

Скорость коррозии, г/м2.ч

Corrosion rate, g/m2 per hour

Защитный эффект, %

Protective effect, %

Степень подавления, сульфатвосстанавливающих бактерий, %

Degree of suppression of sulfate-reducing bacteria, %

Скорость коррозии, г/м2.ч

Corrosion rate, g/m2 per hour

Защитный эффект, %

Protective effect, %

Степень подавления сульфатвосстанавливающих бактерий, %

Degree of suppression of sulfate-reducing bacteria, %

Без реагента

Without reagent

С реагентом

With reagent

Без реагента

Without reagent

С реагентом

With reagent

0,7344

0,0790

89

93

0,6338

0,0585

91

95

 




← Назад к списку


im - научные статьи.