| Статистика |
|---|
Онлайн всього: 1 Гостей: 1 Користувачів: 0
|
|
Корозія внутрішніх стінок резервуарів під дією мінералізованих вод
Не можна заперечувати, що є певна зв'язок між хімічним складом нафтопромислових (пластових і стічних) вод і їх корозійною агресивністю. Вона обумовлена, в першу чергу, змістом таких корозійних агентів, як сірководень, кисень, двоокис вуглецю, мінералізації, рН середовища, іонно-сольового складу середовища, температури, швидкості перемішування, а також життєдіяльності сульфатвосстанавливающих бактерій (СВБ), що продукують в навколишнє середовище сірководень, який викликає потім поява на металах найсильнішого стимулятора корозії - сульфіду заліза.
Характеристика визначальної ролі таких корозійних агентів, як сірководень, кисень і СО₂ дана раніше.
В склад пластових і стічних вод входять іони калію, натрію, магнію, кальцію, хлору, брому, сульфатів і бікарбонатів. Залежно від співвідношення цих іонів їх класифікують на чотири типи: сульфатнонатриевые, гидрокарбонатнонатриевые, хлормагниевые і хлоркальциевые. Основним типом попутних вод нафти більшості нафтопромислів є хлоркальциевые води (понад 60% всіх родовищ країни).
На іони натрію і хлору припадає основна питома вага в пластових водах з нейтральною реакцією.
Мінералізація пластових і стічних вод промислів (подтоварных вод резервуарів) коливається в широких межах (від 1,4 до 350 г/л).Більшість вод нафтових родовищ середньої смуги Росії характеризується максимальною мінералізацією - більше 100 г/л (розсоли), для родовищ Західного Сибіру близько 20 г/л, для родовищ півдня країни - 13 - 18 г/л.
Значення рН всіх нафтопромислових вод знаходяться в межах від 6,3 до 8,5. Значення рН цих вод залежать від загальної концентрації солей і мають максимум при мінералізації 20 г/л. За даними нафтовидобувних підприємств коливання рН в межах 7 - 7,3 відповідають зміні вмісту солей від 20 до 200 г/л, що характеризує високу буферну здатність солей.
Лужність нафтопромислових вод також пов'язана з їх буферною ємністю і може характеризувати здатність електролітів до зміни вихідного значення рН при зсуві іонних рівноваг.
На водневий показник і лужність пластових вод, в основному, впливають іони бікарбонату. Максимальна кількість цих іонів (до 22%) припадає на подтоварные води гідрокарбонатно-натрієвого типу.
Лужність промислових вод нафтових родовищ змінюється в межах від 0,02 до 136,1 ммоль/л. Хлоркальциевые і хлормагниевые води мають невисокі значення лужності (до 14,8 ммоль/л).
Питома електропровідність подтоварных вод промислів залежить від мінералізації і з збільшенням останньої від 1,4 до 337,9 г/л зростає від 0,08 до 22 Ом⁻1.
Кисень повітря в пластові і стічні води потрапляє з різних джерел (при аерації цих вод, за умови додавання до них прісних вод, при підсосі в відцентрові насоси з-за порушення правил підпору вводиться в насос води тощо). Максимальне середнє значення вмісту кисню в стічних водах.промислів не перевищує 1 - 3 мг/л.
Сірководень в промислові пластові (і, частково, стічні) води потрапляє з нафтових пластів, найчастіше в результаті життє-діяльності сульфатвосстанавливающих бактерій. Для їх активної діяльності в пластових умовах або в резервуарах необхідні певні умови, які створюються на нафтових родовищах в умовах підтримання пластового тиску закачуванням поверхневих вод, які містять ці бактерії.Сульфатвосстанавливающие бактерії іноді знаходять сприятливі умови для життєдіяльності в привибійній зоні нагнітальних свердловин, потім поширюються в продуктивному пласті разом з заводняемой водою і, у кінцевому рахунку потрапляють до системи нефтесбора та утилізації стічних вод промислів.
З усіх складових компонентів пластових і стічних вод визначальну роль в їх корозійної агресивності грають сіро-водень, кисень, вуглекислий газ і сульфатвосстанавливающие бактерії. Певне значення на швидкість корозії металів групи заліза надає загальна мінералізація пластових вод: при цьому максимум корозії припадає на мінералізацію близько 20 г/л. Зменшення або зростання мінералізації знижує корозійну агресивність цих вод завдяки сукупній дії розчинності корозійно-визначають агентів (кисню, сірководню і СО₂) і електропровідності середовища.
В табл. 4.2 дана загальна класифікація типових вод для ряду нафтових родовищ країни.
Аналіз наведених даних підтверджує провідну роль у корозійних процесах металу корпусу резервуара і днища таких корозійних агентів як сірководень, кисень і СО₂. Інші іони надають лише стимулюючу роль у розвитку корозії, виключаючи опади сульфіду заліза і сульфатвосстанавливающие бактерії. Сульфід заліза по відношенню до металів групи заліза є катодом макрогальванопары залізо - сульфід, яка генерує різниця потенціалів 0,20 - 0,36 Ст. Тому іонний склад води не завжди характеризує її корозійну агресивність.
У відсутності кисню і сірководню швидкість корозії металів у мінералізованих нафтопромислових водах порівняно невелика і не перевищує 0,05 - 0,1 мм/рік, що характеризує цю середу у відповідності з ГОСТ 13819-68 як малоагрессивную. Цей випадок найчастіше зустрічається в резервуарах, в які надходить не містить сірководень промислова і підготовлена нафту.
При попаданні в цю середу навіть слідів кисню (при негерметичних системах збору і транспорту нафти) швидкість корозії зростає майже на порядок, однак не перевищує 0,5 мм/рік, що характеризує цю середу як среднеагрессивную.
В табл. 4.3 та 4.4 наведено дані щодо ступеня корозійної агресивності найбільш характерних нафтопромислових середовищ. Ці дані складено на підставі досвіду експлуатації нафтопромислових середовищ як у нашій країні, так і за кордоном. Важливо вказати, що корозійна агресивність цих середовищ визначається, головним чином, наявністю або відсутністю основних компонентів у воді (сірководню і кисню).Слід підкреслити, дно і стінки резервуара під дією подтоварных вод цього типу руйнуються в різній мірі, що обумовлено присутністю або відсутністю сірководню, а в його відсутності - впливом на днище різних опадів оксидів заліза в умовах функціонування макрогальванических пар типу диференціальної аерації.
Істотним чином змінюється агресивність водної (підтоварної) фази при наявності в ній сірководню (від 10 і вище мг/л) і бактерій СВБ. У цьому випадку швидкість корозії днища може зрости до 3,0 і більше мм/рік, що зумовлене сукупною дією сірководню і осаду сульфіду заліза, що скупчується на дні при падінні продуктів корозії зі стінок резервуара, і, головним чином, з даху.Істотний вплив на швидкість корозії металу днища може надати (навіть при досить низькому або повній відсутності сірководню у воді) життєдіяльність сульфатвосстанавливающих бактерій, які, накопичуючись на поверхні металу під донними осадами, виділяють підвищену кількість сірководню. У контакті з металом днища ці опади можуть викликати швидке наскрізне поразку днища навіть при відсутності нафти сірководню, що характерно для великогабаритних резервуарів при трубопровідний транспорт збезводненої і стабілізованої нафти.
Загалом, корозія в резервуарі розподіляється так (табл. 4.5), що найбільше страждає днище, потім нижні пояси, що контактують з водою, потім покрівля резервуара. Найменше відзначаються ураження корпусу резервуарів. Разом з тим, характер корозії стінок резервуара, що контактують з водою, і особливо днища, дотичного з опадами сульфіду заліза та СВБ, як правило, виразковий і найчастіше наскрізний, що значно посилює дію водної фази нафти.
Примітка: Корозія металу в присутності сірководню може визначатися впливом осаду сульфіду заліза і сульфатвосстанавливающих бактерій. У відсутності кисню і (або) сірководню корозійна агресивність середовища може бути знижена на один щабель.
|
| Категорія: Захист нафтових резервуарів від корозії | Додав: 26.09.2016
|
| Переглядів: 809
| Рейтинг: 0.0/0 |
|
