2.
СОДЕРЖАНИЕ
Стр.
Введение........................................... 4
Глава 1 Совершенствование газопромысловой технологии на
месторождениях сероводородсодсржашего газа (обзор литературы)................................. 7
1.1. Схема обустройства и эксплуатации месторождений ... 7
1.2. Особенности эксплуатации месторождений сероводородсодержащего газа....................................... 10
1.3. Влияние влажности сероводородсодержащего газа на
его коррозионную агрессивность...................... 16
1.4. Коррозионная состояние газопромыслового оборудования и трубопроводов и его контроль на ОГКМ................ 22
1.5. Факторы, усиливающие и ослабляющие коррозию металлоконструкций ......................................... 25
1.6. Охрана окружающей среды при эксплуатации газоконденсатных месторождений, в том числе ОГКМ................. 27
Глава 2 Повышение эффективности и безопасности промысло-
вой подготовки сероводородсодержащего природного газа.................................................. 38
2.1. Изменение условий промысловой подготовки газа на различных стадиях эксплуатации ОГКМ....................... 38
2.2. Коррозионная активность кислого газа, содержащего пары воды и метанола...................................... 45
2.3. Фазовое распределение метанола в газе в присутствии водно-метанольной смеси (ВМС)............................. 48
2.4. Влияние параметров промысловой подготовки газа на растворимость в нем ВМС................................... 50
2.5. Разработка методики вычисления точки росы газа по ВМС....................................................... 52
2.6. Повышение эффективности сепарационного оборудования на У КП Г............................................. 54
2.7. Влияние параметров промысловой обработки газа на расход метанола, применяемого для предупреждения образования газовых гидратов.............................. 56
2.8. Изменение влагосодержания газа в зависимости от условий его транспорта по трубопроводам..................... 59
2.9. Выбор наиболее экологически безопасного варианта промысловой подготовки и транспорта ссроводородсо-держащего газа но трубопроводам от УКПГ до ГПЗ .... 65
2.10. Совершенствование системы сбора и обработки ссрово-
дородсодержащего газа................................. 69
Глава 3 Изучение коррозионного состояния газопромыслового
оборудования и трубопроводов ОГКМ после их длительной эксплуатации..................................... 74
3.1. Коррозионное состояние насосно-компрессорных труб, выкидных линий и шлейфовых трубопроводов...................... 75
3.2. Коррозионное состояние оборудования УКПГ и соединительных трубопроводов....................................... 77 '
3.3. Изучение коррозионной стойкости сварных соединений трубопроводов................................................. 84
3.4. Анализ отказов оборудования УКПГ и трубопроводов.. 92
3.5. Моделирование коррозионных повреждений трубопроводов но результатам внутритрубной УЗ-дефектоско-
пии..................................................... 103
3.6. Оценка работоспособности металлоконструкций после
их длительной эксплуатации на ОГКМ...................... 111
Глава 4 Совершенствование противокоррозионной защиты оборудования и трубопроводов ОГКМ........................................ 115
4.1. Оценка эффективности катодной защиты и изоляционного покрытия подземных трубопроводов........................ 115
4.2. Эффективность ингибиторов коррозии, в том числе сероводородного коррозионного расгрескивания................... 117
4.3. Совершенствование способов ингибиторной защиты оборудования и трубопроводов............................. 127
4.4. Ингибиторы солеотложения и ингибиторы комплексного действия.................................................. 138
Глава 5 Повышение эффективности охраны окружающей среды
при эксплуатации ОГКМ................................ 148
5.1. Загрязненность воздушной и водной сред, а также почв
на территории ОГКМ...................................... 148
5.2. Риск и последствия аварийных ситуаций на ОГКМ 166
5.3. Величина предотвращенного экологического ущерба ... 172
Выводы.................................................. 175
Список литературы.................................... 178
18.
некоторую несогласованность этих сведений с результатами работы [ 53 ], принято считать [ 48-50, 58 ], что даже при низких значениях ф на поверхности металла развивается (с малой скоростью) коррозионный процесс и образуются его продукты, ускоряющие конденсацию влаги уже при ф = 60-70%.
Влажность газа, содержащего Н28 и С02, как отмечалось в разделе 1.2, всегда выше, чем влажность бессернистого газа, поскольку указанные компоненты имеют большее сродство к воде по сравнению с углеводородами [9, 10]. Это также означает более высокую равновесную XV сероводородсодержащих газов способствующую их большей коррозионной агрессивности [41]. Так, еще в ранней работе И.Класса [ 59 ] отмечалось, что необходимое условие сероводородной коррозии -наличие в газовой среде водного конденсата или водяного пара, но при ф < 60-80% кислого газа (даже при высокой концентрации Н28 в нем) ни общей коррозии, ни ухудшения механических свойств металла (охрупчивания) не происходит.
Тем самым, кислый газ с <р < 60-80 % в указанной работе И.Класса назван "сухим", не представляющим опасности для коррозионного поражения практически любого стального изделия, а газ с ф > 60-80 % - "влажным", коррозионно опасным. В итоге сделаны следующие выводы [ 59 ]:
- основой защиты от коррозии газотранспортного оборудования под воздействием влажного сероводородсодержащего газа является его осушка ;
- все коррозионные процессы, возникающие при эксплуатации газопромыслового оборудования и трубопроводов, изготовленных из стали, связаны с наличием влаги (водной пленки или водного слоя);
- кислые газы высокого давления должны иметь относительную влажность менее 50-60%.
На основании данных работы И.Класса [ 59 ], подтвержденных и развитых др. немецкими специалистами [ 60-63 ], метод подготовки кислого газа к транспорту путем осушки получил в Германии, как отмечалось выше [ 36 ], широкое распространение. Осушка сероводородсодержащего газа до значений ф - 60 % зачем постепенно была воспринята в мировой практике газового дела [ 8-10 ], в том числе стала использоваться в отечественных публикациях [ 64-67 ] и нормативнотехнической документации, в частности в регламенте эксплуатации соединительных ТП (Г>у 700) на ОГКМ. В ходе эксплуатации ОГКМ (раздел 1.2) величина ф стала увеличиваться и сначала преодолела границу 75 %, а в настоящее время близка к 100 % (табл. 1.1).
По характеру разрушения металла сероводородная коррозия (СР) классифицируется следующим образом [ 68-71 ]:
- сплошная или общая, в том числе равномерная и неравномерная;
- местная (локальная), которая подразделяется на коррозию пятнами, язвенную (питтинговую) и сквозную.
Кроме того, местная СР включает в себя два типа коррозионного растрескивания (СКР) [ 72-74 ]:
- коррозионное растрескивание под напряжением (СКРН) - локальное повреждение металла в виде его растрескивания, которое происходит в сероводород-
19.
содержащих средах (жидких и влажных газовых) при одновременном воздействии напряжений, близких к пределу текучести металла или превышающих его;
- водородно-индуцированное растрескивание (ВР) - локальное повреждение металла в виде внутренних расслоений и вздутий, которое происходит в сероводородсодержащих средах (жидких и влажных газовых) в плоскости прокатки металла, т.е. параллельно поверхности его стенки, при воздействии небольших напряжений или полном отсутствии их.
Повреждению за счет СКРН преимущественно подвергаются прочные и твердые стали, ВР происходит в относительно мягких сталях [ 75 ]. Отдельные расслоения, расположенные одно над другим, могут соединяться между собой перпендикулярными к ним трещинами, приводя к ступенчатому растрескиванию. ВР металла вблизи его поверхности часто сопровождается образованием водородных пузырей, так называемых "блистеров" [ 68, 76 ].
Таким образом, металлическая поверхность может быть повреждена как одной формой коррозии, например, общей равномерной, так и несколькими, например, общей равномерной коррозией в сочетании с язвенной (питтинговой), а также ВР (или СКРН). Наименее опасной формой коррозии является общая равномерная, наиболее опасной - обе формы СР [ 77 ].
Подверженность стали СКРН увеличивается за счет усиления внутренних напряжений в металле, например, в процессе его холодной формовки. СКРН также способствует кислотность (низкая величина pH) воды, содержащейся в газовой среде. Поэтому считается [ 68, 69 ], что фактором, определяющим возможность и степень повреждения стали водородом в результате растрескивания, является парциальное давление Н28. Повреждений стали за счег СКРН не следует опасаться, пока произведение концентрации Н25 на рабочее Р не превышает величины 2 ООО млн.-1-кг/см2 [ 61 ].
Проблема влияния влажности кислого газа на СР сталей почти не исследовалась отечественными учеными, о чем свидетельствует малое число их публикаций в этой области. Так, в работах [ 66, 67 ] упоминалось, что для начала СР достаточно образования на поверхности металла слоя воды всего из 20-30 молекул и что такой слой на его корродирующей поверхности (в присутствии сульфида железа) возникает даже при соприкосновении с газом, имеющим <р < 100 %. Коррозия в тонком слое электролита при высокой концентрации Н28 приводит, по данным [ 34, 78 ], к постепенному разрушению металла и к образованию большей по объему массы сульфида железа, структура и свойства которого иные, чем у чистой стальной поверхности. Поскольку тонкая пленка электролита не является препятствием для диффузии ионов, то в определенных условиях процессы коррозии и наводороживания металла под ней протекают интенсивнее, чем в объеме электролита [ 66, 67 ].
В работе [ 79 ] оценены изменения исходной пластичности нетермообрабо-танных трубных сталей Ст.20 и Ст.16ГС под воздействием совместного влияния влажности кислого газа и механической нагрузки. Испытания образцов указанных сталей при заданном напряжении в них проводили в установке, конструкция которой и методика испытаний описаны в работе [ 80 ]. В ходе испытаний варьировав и влагосодержание коррозионной среды, а температуру поддерживапи на уровне 30
- Київ+380960830922