Исследование коррозии объектов инфраструктуры газодобычи в присутствии CO₂ аналитическими методами контроля

Перспективные отечественные газовые и газоконденсатные месторождения характеризуются присутствием в составе добываемого сырья углекислого газа CO₂. Его наличие (в сочетании с влагой и рядом иных факторов) стимулирует интенсивное развитие локальных процессов коррозии. В работе представлены результаты исследования коррозии объектов газодобычи с использованием аналитических методов контроля (газовой хроматографии с масс-спектрометрией, рентгенофлюоресцентной спектрометрии, рентгеновской дифракции). Показано, что такие параметры, как парциальное давление CO₂, минерализация, pH-фактор, общее давление и др. следует рассматривать с учетом их предполагаемых изменений в течение жизненного цикла месторождения. Установлено, что развитие коррозии в условиях CO₂ зависит от количества формируемой при конденсации на металлических поверхностях влаги, ее состава и содержания в паровой фазе. Помимо влаги, в конденсируемой среде может присутствовать моноэтиленгликоль, применяемый при добыче газа в качестве ингибитора гидратообразования. Его концентрация также в значительной степени определяет скорость протекания коррозионных процессов. Скорость локальной углекислотной коррозии может достигать нескольких миллиметров в год. Аналитические методы совместно с другими способами контроля могут быть использованы для прогноза и мониторинга коррозионной ситуации (определения наличия (содержания) ингибитора коррозии, анализа продуктов коррозии или отложений и др.) на объектах газодобычи.

1. Слугин П. П., Полянский А. В. Оптимальный метод борьбы с углекислотной коррозией трубопроводов на Бованенковском НГКМ / Наука и техника в газовой промышленности. 2018. Т. 74. № 2. С. 104 – 109.

2. Корякин А. Ю., Дикамов Д. В., Колинченко И. В., Юсупов А. Д., Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К. Опыт подбора ингибиторов коррозии для защиты от углекислотной коррозии объектов второго участка ачимовских отложений Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения / Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2018. № 6. С. 48 – 55. DOI: 10.30713/1999-6934-2018-6-48-55.

3. Федотова А. И., Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Стрельникова К. О. Методический подход к выбору водных сред газовых месторождений в условиях присутствия CO2 для оценки их коррозионной агрессивности / Защита окружающей среды в нефтегазовом комплексе. 2018. № 4. С. 59 – 65. DOI: 10.30713/2411-7013-2018-4-59-65.

4. Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К., Ибатуллин К. А. Оценка фактора внутренней коррозии объектов добычи ПАО «Газпром» с повышенным содержанием углекислого газа / Наука и техника в газовой промышленности. 2018. Т. 75. № 3. С. 59 – 71.

5. Вагапов Р. К., Федотова А. И., Запевалов Д. Н., Стрельникова К. О. Коррозионная агрессивность различных эксплуатационных факторов на углеводородных месторождениях, содержащих диоксид углерода / Вести газовой науки. 2019. Т. 39. № 2. С. 130 – 137.

6. Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Ибатуллин К. А. Оценка коррозионной стойкости материалов в условиях конденсации влаги и наличия диоксида углерода / Вопросы материаловедения. 2020. Т. 101. № 1. С. 163 – 175. DOI: 10.22349/1994-6716-2020-101-1-163-175.

7. Gunaltun Y., Larrey D., Punpruk S., Suryani S. Design of Multiphase Offshore Gas Pipelines with High Risk of Sweet Top of the Lines Corrosion / NACE Corrosion conference. 2013. P. 2290.

8. Singer M. Study of the Localized Nature of Top of the Line Corrosion in sweet environment / Corrosion. 2017. Vol. 73. N 8. P. 1030 – 1055. DOI: 10.5006/2222.

9. Розенфельд И. Л., Жигалова К. А. Ускоренные методы коррозионных испытаний металлов (теория и практика). — М.: Металлургия, 1966. — 347 с.

10. Михалкина О. Г. Применение метода рентгеновской дифракции для исследования керна и техногенных продуктов / Вести газовой науки. 2016. Т. 28. № 4. С. 96 – 107.

11. Стрельникова К. О., Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Федотова А. И. Исследование ингибиторов углекислотной коррозии / Транспорт и хранение нефтепродуктов и углеводородного сырья. 2018. № 2. С. 16 – 22. DOI: 10.24411/0131-4270-2018-10203.

12. Вагапов Р. К. Применение ингибиторов коррозии в нефтегазовой отрасли / Коррозия: материалы, защита. 2011. № 12. С. 26 – 28.

13. Asher S. L., Sun W., Ojifinni R., Pacheco J., Li C., Nelson J., Ling S. Top of the Line Corrosion Prediction in Wet Gas Pipelines / NACE Corrosion conference. 2012. P. C-2012-0001303.

14. Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н. Практические аспекты использования диагностических методов совместно с другими данными контроля коррозии и имитационными испытаниями при эксплуатации объектов добычи газа в коррозионно-агрессивных условиях / Дефектоскопия. 2020. № 7. С. 61 – 76. DOI: 10.31857/S0130308220070076.

15. Guo S., Farelas F., Singer M. Effect of monoethylene glycol on sweet top of line corrosion / NACE Corrosion conference. 2016. P. 7891.

16. 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. Т. 81. № 1. С. 72 – 79.

17. Филиппов А. Г., Мерчева В. С., Богачкова Л. В., Афанасьева Н. К., Красильникова О. В. Аналитический контроль при выборе эффективного ингибитора коррозии на Астраханском ГКМ / Газовая промышленность. 2007. № 1. С. 80 – 82.

18. Абдуллин М. Ф., Назаров И. С., Ерастов А. С. Определение компонентного состава некоторых ингибиторов коррозии методом масс-спектрометрии с ионизацией электрораспылением / Известия уфимского научного центра РАН. 2020. № 1. С. 55 – 60. DOI: 10.31040/2222-8349-2020-0-1-55-60.

19. Задорожный П. А., Суховерхов С. В., Семенова Т. Л., Маркин А. Н. Применение высокоэффективной жидкостной хроматографии с масс-селективным детектированием для анализа имидазолинсодержащего ингибитора коррозии / Вестник ДВО РАН. 2010. № 5. С. 80 – 84.

20. Gough M. A., Haslegrave J. A, Hedges W. M. Modern Instrumental Methods for the Quantitative Determination of Quaternary Ammonium Based Corrosion Inhibitors in Oil Field Brines / 6th International Oilfield Chemicals Symposium. — Gelio, Norway, 1995.

21. Cossar J., Carlile J. A New Method for Oilfield Corrosion Inhibitor Measurement / NACE Corrosion conference. 1993. P. 98.

22. Gough M. A., Mothershaw R. A., Byrne N. E. Molecular Monitoring of Residual Corrosion Inhibitor Actives in Oilfield Fluids: Implications for Inhibitor Performance / NACE Corrosion conference. 1998. P. 33.