УГЛЕКИСЛОТНАЯ КОРРОЗИЯ НЕФТЕПРОМЫСЛОВЫХ ТРУБ В СРЕДАХ, НАСЫЩЕННЫХ H₂S И Cl

Углекислотная коррозия является одной из наиболее распространенных причин разрушения нефтедобывающего оборудования. Этот вопрос особенно актуален для Российской Федерации, где содержание углекислого газа в нефтепромысловой среде большинства месторождений высокое. Работа посвящена получению информации по базовым вопросам разработки трубных сталей, стойких к углекислотной коррозии: вид и уровень легированности сталей, снижающих стойкость углекислотной коррозии ниже 0,2 мм/год; влияние высокого содержания в углекислотной среде коррозионно-активных компонентов H₂S и Cl^- на механизм и кинетику коррозионного разрушения. Для получения этой информации проведены опытные промысловые испытания, максимально приближенные к условиям эксплуатации. Насосно-компрессорные трубы испытывали на семи действующих скважинах, проводя периодический мониторинг состояния труб. Промысловые испытания нефтегазопроводных труб проводили на испытательном полигоне Приобского месторождения, состоящего из действующего нефтепровода, параллельно которому смонтировали байпасную линию, составленную из труб исследуемых сталей. Для испытаний использовали месторождения и скважины, в которых нефтепромысловые среды имеют высокое содержание CO₂ и проявляется интенсивная углекислотная коррозия. В большинстве случаев это месторождения, в которых углекислая среда дополнительно насыщена коррозионно-агрессивными компонентами H₂S и Сl^-. Исследуемые стали разделили на две группы: стали с высоким содержанием хрома (≈4,6 %), образующие при эксплуатации пассивирующую пленку, и низколегированные трубные стали (Cr≤0,6 %). Показано, что: - высокохромистая сталь 15Х5МФБЧ является стойкой к углекислотной коррозии даже в углекислых средах с высоким содержанием H₂S и Cl^-; - в низколегированных трубных сталях высокое содержание хлора в нефтепромысловых средах интенсифицирует коррозионное разрушение и способствует переходу к более агрессивным формам локальной коррозии; - по мере увеличения стойкости к углекислотной коррозии исследуемые стали располагаются в следующей последовательности: 09Г2Сà13ХФАà08ХМФАà15Х5МФБЧ.

нефтепромысловые среды, промысловые испытания, насосно-компрессорные трубы, нефтегазопроводные трубы, коррозионная стойкость, вид и кинетика коррозионного разрушения, углекислотная коррозия, продукты коррозии

1. Маркин А.Н., Низамов Р.Э. СО2-коррозия нефтепромыслового оборудования. М.: ВНИИО-ЭНГ, 2003. 188 с.

2. Программа повышения надёжности ОАО «НК Роснефть»: материалы по реализации 2012 // Российский союз промышленников и предпринимателей. URL: рспп.рф/.

3. Sun J., Sun C., Lin X., Cheng X., Liu H. Effect of Chromium on Corrosion Behavior of P110 Steels in CO2-H2S Environment with High Pressure and High Temperature // Materials. 2016. Vol. 9. № 3. P. 200.

4. Li D.-P., Zhang L., Yang J.-W., Lu M.-X., Ding J.-H., Liu M.-L. Effect of H2S concentration on the corrosion behavior of pipeline steel under the coexistence of H2S and CO2 // International Journal of Minerals, Metallurgy and Materials. 2014. Vol. 21. № 4. P. 388-394.

5. Choy Y.-S., Nesic S., Ling S. Effect of H2S on the CO2 corrosion of carbon steel in acidic solution // Electrochimica Acta. 2011. Vol. 56. № 4. P. 1752-1760.

6. Выбойщик М.А., Иоффе А.В. Разработка стали, стойкой к углекислотной коррозии в нефтедобываемых средах // Перспективные материалы. Т. 7. Тольятти: ТГУ, 2017. С. 115-160.

7. Ko M., Ingham B., Laycock N., Williams D.E. In situ synchrotron X-ray diffraction study of the effect of chromium additions to the steel and solution on CO2 corrosion of pipeline steels // Corrosion Science. 2014. Vol. 80. P. 237-246.

8. Guo S., Xu L., Zhang L., Chang W., Lu M. Corrosion of alloy steels containing 2% chromium in CO2 environments // Corrosion Science. 2012. Vol. 63. P. 246-258.

9. Тетюева Т.В., Иоффе А.В., Выбойщик М.А., Князькин С.А., Трифонова Е.А., Зырянов А.О. Влияние модифицирования, микролегирования и термической обработки на коррозионную стойкость и механические свойства стали 15Х5М // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 10. С. 15-22.

10. Зырянов А.О. Исследование коррозионного разрушения насосно-компрессорных труб из стали 15Х5МФБЧ в высоко агрессивных нефтепромысловых средах и усовершенствования технологии термической обработки этих труб : автореф. … дис. канд. техн. наук. Самара, 2018. 23 с.

11. Иоффе А.В., Тетюева Т.В., Ревякин В.А., Борисенкова Е.А., Князькин С.А., Денисова Т.В. Коррозионно-механическое разрушение трубных сталей в процессе эксплуатации // Металловедение и термическая обработка металлов. 2012. № 10. С. 22-28.

12. Денисова Т.В. Разработка стали повышенной прочности и коррозионной стойкости для производства нефтегазопроводных труб : автореф. … дис. канд. техн. наук. Пенза, 2013. 23 с.

13. Маковецкий А.Н., Мирзаев Д.А. Влияние термической обработки на хладостойкость стали для нефтяных трубопроводов // Физика металлов и металловедение. 2010. Т. 110. № 4. С. 417-423.

14. Маковецкий А.Н., Мирзаев Д.А. Влияние исходной структуры трубной стали на механические свойства после закалки из межкритического интервала // Физика металлов и металловедение. 2014. Т. 115. № 6. С. 656-663.

15. Методика «Проведение промысловых испытаний соединительных деталей нефтегазопроводов в условиях реальных нефтепроводов». Самара: ИТ-Сервис, 2012. 25 с.

16. Князькин С.А. Выбор состава и структуры стали для изготовления насосно-компрессорных труб с повышенными эксплуатационными характеристиками : автореф. … дис. канд. техн. наук. Пенза, 2013. 23 с.

17. Иоффе А.В. Научные основы разработки сталей повышенной прочности и коррозионной стойкости для производства нефтепромысловых труб : автореф. … дис. д-ра техн. наук. Пенза, 2018. 43 с.

18. Трифонова Е.А. Влияние легирования и структуры на коррозионно-механическое разрушение труб из низколегированных сталей H2S- и CO2-содержащих средах : автореф. … дис. канд. техн. наук. Тула, 2010. 20 с.

19. Иоффе А.В., Выбойщик М.А., Трифонова Е.А., Суворов П.В. Влияние химического состава и структуры на стойкость нефтепроводных труб к углекислотной коррозии // Металловедение и термическая обработка металлов. 2010. № 2. С. 9-14.

20. Заботин А.Л., Иоффе А.В., Стогова С.В. Способ коррозионных испытаний сталей: патент РФ № 2235309, 2004.

21. Методика № 004-2009 «Оценка скорости общей коррозии в модельной CO2-содержащей среде». Самара: ИТ-Сервис, 2013. 32 с.