Исследование защитного эффекта применения азотосодержащего состава для борьбы с коррозией от сернистого водорода в лабораторных условиях

Обеспечение надежности и долговечности работы промышленного оборудования и трубопроводных систем при разработке нефтегазовых месторождений и дальнейшей транспортировки углеводородного сырья считается одной из важнейших проблем.

Следует отметить, что при этом коррозионная активность эксплуатационной среды весьма высокая и связана с присутствием в ее составе агрессивных газов (H 2 S, CO 2 , O 2 ). Для нефтегазопроводов образующийся при снижении температуры перекачиваемой среды конденсат представляется еще более опасным. Такие системы являются двухфазными системами и коррозионные процессы интенсивно протекают в водной фазе.

Оборудование, эксплуатируемое в нефтегазовой промышленности под воздействием внешней среды, подвергается различным видам коррозии. Но в настоящее время самым опасным из них считается биологическая коррозия, связанная воздействием микрорганизмов. Биологическая коррозия приводит к значительным потерям промышленного оборудования. Результаты различных исследований [1-3] выявили, что 90% коррозии промышленного оборудования приходится именно на биологическую коррозию, и в настоящее время эта проблема остается одной из актуальных, трубующей своего решения.

Биологическая коррозия протекает, в основном, от воздействия сульфатредуцирующих бактерий. Более правильным будет сказать, что микроорганизмы с быстрой скоростью превращают сульфатные соединения в сульфидные и выделением биогенного сернистого водорода создают агрессивную электрохимическую коррозионную среду. Переходя от формы планктона на металлической поверхности к форме адгезии, их численность тем самым интенсивно растет. По этой причине защита наружных и особенно внутренних металлических поверхностей технологических установок и оборудования от агрессивной среды, образующейся под воздействием микроорганизмов остается проблемой на сегодняшний день.

В связи вышесказанным, в настоящее время уделяется большое внимание проблеме увеличения срока службы технологического оборудования скважин на нефтяных месторождениях. Одним из эффективных способов противокоррозионной защиты нефтепромыслового оборудования и промысловых трубопродов считается применение ингибиторов коррозии. Для противокоррозионной защиты от H2S, вызывающей сильную электрохимическую коррозию металлических конструкций и трубопроводов, эффективно применяются реагенты и композиты, обладающие именно бактерицид-ингибиторными свойствами [4]. Результаты исследований показали, что даже малое количество таких реагентов приводит значительному снижению интенсивности коррозии . Обычно, реагенты с бактерицид-ингибиторными свойствами относительно противокоррозионной защиты являются многофункциональными органическими соединениями, в составе которых имеются атомы кислорода, азота и галогенов с двойными и тройными связями.

Исходя из того, что на месторождениях НГДУ «Биби-Эйбат» наблюдается более интенсивная коррозия, пробы пластовой воды брались именно из этих месторождений. В качестве бактерицид- ингибиторного реагента применялся азотосодержащий реагент, производство которого возможно на основе местных продуктов.

Потеря металла рассчитывалась по формуле:

Am = m2 — mx ,

где m₁ и m₂ представляют собой весовые значения, взятые до и после проведения опытов на стендах «Ст-3».

Потеря металла производится по 3-ем стендам и рассчитывается среднее значение. Скорость коррозии, как для случая без использования реагента, так и с его использованием определяется по следующим соотношениям:

_ Am     _ Am pP = "st    РбР = "st"

где S – средняя площадь, вычисляемая для 3-ех стендов; t – длительность проведения опыта, ρ_б.р и ρ_р – соответственно скорости коррозии без использования реагента и с сего использованием, измеряемые в г/м²×час. Защитный эффект от применения реагента оценивается следующим образом:

Z = ^рб.р^-рр _{x 10Q} ^PP

Результаты исследований, проведенных в лабораторных условиях, сведены в таблицу.

Таблица

Влияние ингибитора на скорость коррозии

Опыты проводились в лабораторных условиях в течение 6 суток. Скорость коррозии рассчитывалась как для случая без использования реагента, так и с его добавлением. Добавлением различного количества реагента и наблюдением за эффектом защиты был установлена оптимальная норма расхода реагента. Без добавления реагента скорость коррозии в среде пластовой воды составила 4,35 г/м2  × час. С использованием реагента скорость коррозии достигала своего самого низкого значения при норме ингибитора в 200мг/л. Вычисленное значение эффекта противокоррозионной защиты при этом составило 96%.

Выводы:

• 1.    Был исследован в лабораторных условиях защитный эффект от применения азотосодержащего композитного состава при различных концентрациях для противокоррозионной защиты от сернистого водорода.

• 2.    В результате проведенных исследований было установлено, что при увеличении количества добавляемого реагента защитный эффект возрастает. Максимальный эффект защиты достигается при концентрации 200 мг/л и составляет 96%.