Повышения надежности НКТ с использованием протекторной защиты от коррозии

В условиях разработки месторождений Западной Сибири в процессе эксплуатации скважин с разной степенью интенсивности проявляются разные виды осложнений. В большей степени на работу скважин, оборудованных ЭЦН, к примеру месторождений Нижневартовского региона, влияют вынос мех. примесей, солеотложения, выпадение асфальто-смолистых-парафиновых осложнений (АСПО), но в последнее время больше проявляется коррозия погружного внутрискважинного оборудования, включая НКТ [1]. Среди коррозионных повреждений внутрискважинного оборудования на месторождениях встречаются чаще локальная коррозия внутренней и внешней поверхности НКТ, наружной поверхности УЭЦН, рабочих органов ЭЦН, металлической оболочки кабеля, обсадной колонны. Почти 80% ущерба от коррозии подземного оборудования приходится на списание НКТ из-за данного фактора. При этом затраты на ликвидацию неблагоприятных последствий коррозионных разрушений составляют до 30 процентов от затрат на добычу нефти и газа. Основной ущерб это – прямые потери металла как такового, стоимость отказавшего оборудования, стоимость замены оборудования, затраты на мероприятия по защите от коррозии и косвенные - простои скважин, потери в добыче нефти и газа, нарушение в системе разработки месторождения [2].

Применяется множество методов и технологий по защите наземного и подземного оборудования от коррозии, включая протекторную защиту. Протекторная защита в качестве метода защиты от коррозии известна давно и в настоящее время уже внедрена на скважинах многих компаний, по принципу действия – это вариант катодной защиты. Протектор соединённый накоротко с защищаемой конструкцией, создаёт короткозамкнутый гальванический элемент, который и является источником постоянного тока. Защищаемый металл становится катодом, а металл протектора растворимым анодом. Протектор изготавливают чаще всего из сплавов цинка, магния, алюминия, т.е. из металлов недорогих и обладающих по сравнению с остальными техническими металлами заметно более электроотрицательным равновесным потенциалом. В условиях подземной коррозии коэффициент полезного использования магниевого протектора может достигать 60%, алюминиевого – порядка 50% и цинкового – ориентировочного до 80%. Равномерность анодного растворения протектора в системе защиты от подземной коррозии обеспечивается погружением его в слой наполнителя (активатор). Радиус действия протектора зависит от электропроводности коррозионной среды. Например, радиус действия цинкового протектора в дистиллированной воде составляет 0,1 см, в 0,03%-ном растворе хлорида натрия – 15 см и в морской воде – 400 см. Обычно соотношение поверхностей протектора и защищаемого металла находятся в пределах от 1:200 до 1:1000. Разработаны исследователями разные технологии протекторной защиты от коррозии и разные типы по назначению в зависимости от составляющих сплавов [1, 2]. Для защиты от коррозии насосно-компресорные трубы (НКТ) применяются протекторы типа ВПК 60, ВПК 73, ВПК 89, образцы показаны на рис. 1.

Принцип защиты НКТ заключается в следующем, по всей ее длине устанавливают анодные элементы из материала, имеющего более высокий электрохимический потенциал по отношению к материалу колонны НКТ. Анодный элемент – металлический протектор выполнен в виде полого цилиндра и имеет в верхней части пояс, выступающий относительно внешней образующей цилиндра. Протектор поясом устанавливают в зазоре между трубами с возможностью обеспечения электрического контакта. Количество протекторов на колонну определяется расстоянием между установленными протекторами, которые должны составлять 8-10 метров (один протектор на одну НКТ).

Рис.1. Образцы протекторов ВПК до и после защиты НКТ от коррозии.

Проведены опытно-промышленные испытания протекторов коррозии (ВПК-73) компанией ООО «Геопромысловые новации» на 10 скважинах Ершов-ского месторождения. За время ОПИ ВПК-73 средняя наработка подвесок НКТ увеличилась на 22% с 232 до 284 суток. При визуальном осмотре отмечена обильная коррозия протекторов (до 90%) и отсутствие ярко выраженной коррозии на НКТ. Рекомендовано нефтегазодобывающим предприятием продолжить внедрение ВПК-73 на фонде скважин для защиты колонн НКТ от коррозионного воздействия.

Выводы и предложения:

• 1.    Проблема борьбы с коррозией при эксплуатации скважин особенно актуальна в связи с высокой обводненностью, коррозивностью пластовых жидкостей, обусловленной минерализацией технологических сред и наличием кислых примесей.

• 2.    Разработаны исследователями разные технологии протекторной защиты от коррозии и разные типы по назначению в зависимости от составляющих сплавов. Принцип действия протекторной защиты заключается в создании защитного потенциала при протекании тока в гальванической паре «Сооружение - Протектор».

• 3.    На основании проведенных испытаний необходимо признать, что способ защиты НКТ внутритруб-ными протекторами коррозии ВПК является эффективным и дешевым способом защиты НКТ от электрохимической коррозии.