Изследване на влиянието на намагнитването на тръбите върху скоростта на тяхната корозия в кладенци
Цена:
Автори на произведението:
Научно списание:
Година на издаване:
Изследване на влиянието на намагнитването на тръбите върху скоростта на тяхната корозия в кладенците на нефтеното находище Урманск
Изследване на влиянието на намагнитването на тръбите върху скоростта на тяхната корозия
в кладенците на нефтеното находище Урманское
M.I. Кузмин, Н.М. Катрич, Р.Р. Гумеров, д-р. (Gazpromneft NTC LLC), S.A. Шадимухамедов
(АД Газпром Нефт), А.Ю. Карпов
(ООД "Газпромнефт-Восток"), M.K. Рогачев, доктор на техническите науки
(Национален университет за минерални ресурси "Горни")
Адрес за контакт: [email protected]
Ключови думи: намагнитване, тръби, кладенец, корозия.
Изследване на влиянието на намагнитването на тръбите върху скоростта на корозия в кладенци на петролни находища Urmanskoye
M.I. Кузмин, Н.М. Катрич, Р.Р. Гумеров
(Gazpromneft NTC LLC, РФ, Санкт Петербург),
S.A. Шадимухамедов (Газпром нефт АД, РФ, Санкт Петербург),
А. Ю. Карпов (ООД "Газпромнефт-Восток", РФ, Томск),
М.К. Рогачев (Национален университет по минерални ресурси,
Представени са резултатите от лабораторни и теренни изследвания на влиянието на намагнитването на метални тръби върху скоростта на корозия. Увеличаването на абсолютната стойност на остатъчната намагнитност отдолу нагоре през кулата с тръби, извлечени от кладенци на Urmanskoye находища по време на подземен ремонт. Лабораторните резултати показват увеличаване на скоростта на корозия на метала с нарастване на остатъчната му магнетизация.
Полетата, експлоатирани от OOO Gazprom-Neft-Vostok, се характеризират сзначителна корозивност на произведените продукти и висока скорост на корозия на оборудването в дупки. Най-остър е проблемът с неговата корозия в Урманското нефтено поле. Според степента на агресивно въздействие на околната среда, в съответствие с индустриалните стандарти, пластовите води от това поле се класифицират като силно агресивни течности. Скоростта на проникване на корозия в някои случаи достига 22-28 mm/година. Добивът на въглеводороди в находището се извършва от формацията M + M1 на палеозойските отлагания, намиращи се на дълбочина над 3000 м. За първи път проблемът с корозията на оборудването за спускане на дупки, по-специално на тръбите, се срещна тук в края на 2007 г. По това време MTBF на оборудването беше средно около 200 дни. Понастоящем целият производствен фонд на находището е класифициран като опасен от корозия [1, 2].
В резултат на лабораторни и теренни изследвания беше установено, че факторите, които определят необичайно високата скорост на корозия на оборудването в сондажа в нефтеното находище Urmanskoye са:
- високо обводняване на продукти от кладенци (обводняване на повече от 80% от производствените кладенци надвишава 60%);
- значителна скорост на газово-течната смес в тръбопровода (до 25 m/s), главно поради високия GOR.
Причините и условията за образуване на намагнитване на метални тръби, включително тези, използвани за транспортиране на въглеводороди, сондажи, както и помпено оборудване в дупки, са разгледани достатъчно подробно в литературата. Известно е, че металните тръби и части от сондажни помпи в първоначалното си състояние могат да имат известно остатъчно намагнитване, което се е образувало естествено по време на тяхното производство. При работни условия това намагнитване може да се промени(достигат високи стойности) и се преразпределят под действието на натоварванията. Горното може да се отдаде изцяло на металните тръби.
Характерно е, че в нефтеното находище Urmanskoye е отбелязано аномално високо намагнитване на тръбите, извлечени от кладенци, които разкриват продуктивни слоеве от палеозойски отлагания. Тези слоеве са представени от силно рекристализирани вторични доломити, съдържащи такива скалообразуващи железни минерали като анкерит (Ca(M^Fe)[CO3]2) и сидерит
Ориз. 1. Посоки на полярност на магнитното поле 1-6 и магнитна индукция за използвани тръби
Ориз. Фиг. 2. Зависимост на остатъчното намагнитване на тръбата от дълбочината на окачване
дуктивни отлагания. Необходими са допълнителни специални изследвания, за да се провери тази хипотеза.
Експериментите за определяне на намагнитването на тръбите на Урманското поле, посоката на полярността на техните магнитни полета и абсолютната магнитна индукция по дължината на суспензията бяха проведени както на нови, така и на извлечени от кладенци. 107, 222, 121 по време на основен ремонт отделни тръби с изключване на въздействието на полета от външни източници. Намагнитването на метала на тръбите се оценява чрез привличането на метални предмети към тръбите. Абсолютната остатъчна намагнитност в краищата на тръбите при повдигането им по време на ремонта на сондажите беше измерена с електронен уред - уред за измерване на напрегнатост на магнитното поле "IMAG - 400Ts".
В резултат на експериментите беше открито намагнитването на работещата тръба. В този случай най-високата магнитна индукция е регистрирана в краищата на тръбите (фиг. 1). Остатъчната магнетизация на метала на новите тръби в резултат на измерванията не е установена.
Според резултатите от измерванията на остатъчното намагнитване спореддължината на закачалката на тръбата, беше установено увеличение на абсолютната магнетизация от обувката на низа до устието на кладенеца (фиг. 2). Установено е, че "черните" тръби (27 mT) се характеризират с максимална абсолютна остатъчна намагнитност, а хромираните тръби от типа 13Cr (13% хром) (2,5 mT) се характеризират с минимална. Освен това беше открита способността на тръбите да задържат остатъчна магнетизация за дълго време (съхранение в основата). В тази връзка, за да се елиминира остатъчното намагнитване на такива тръби, е необходимо тяхното принудително размагнитване преди влизане в кладенеца, което може да се извърши върху тръбна основа с помощта на стандартен модул за размагнитване.
Влиянието на магнитното поле върху скоростта на корозия на метала се определя чрез гравиметричен метод, като се използват правоъгълни свидетелски проби, изработени от стомана 20. Използвани са два стандартни размера на проби от различни производители на метали. Пробите се различават по размер, технология на производство и грапавост на повърхността. Първоначално те не са били магнетизирани. Някои от пробите бяха изложени на постоянно магнитно поле в продължение на 4 дни. Тестовете бяха проведени в продължение на 48 дни в корозионни клетки върху модел на произведена вода от находището Урманское с разбъркване. Ефективността се оценява чрез загуба на тегло на пробите. Свидетелските проби от размер 1 с магнитни свойства са по-малко устойчиви при условия на изпитване, тяхната скорост на корозия по време на намагнитване се увеличава с 16% (от 0,366 до 0,436 mm/година). Свидетелските проби от размер 2 с магнитни свойства са по-устойчиви, тяхната скорост на корозия по време на намагнитване намалява с 11% (от 0,592 до 0,525 mm/година). Значителна разлика в пробите на свидетели след експозиция се наблюдава дори по време на визуална проверка. Пробите с магнитни свойства бяха покрити с по-плътни отлагания, които са много по-трудни за отстраняванепочистени от повърхността.
ПЕТРОЛНА ИНДУСТРИЯ 12'2012 67
Разликата във външния вид на свидетелските проби с и без магнитни свойства се дължи на факта, че продуктите от феромагнитна корозия се отмиват от металната повърхност в по-малко количество и преминават във водната фаза. Продуктите от корозия могат до известна степен да защитят метала или да служат като центрове на кристализация на соли в разтвор и да допринесат за образуването на филм върху металната повърхност, например калцит. Това позволява допълнително да се намали скоростта на общата корозия. В случай на неравномерно разпределение на магнетизираните частици по повърхността, защитният филм няма да бъде равномерен по цялата повърхност на метала, в резултат на което вероятността от локална корозия ще се увеличи. В същото време магнетизираните частици ще действат като центрове, провокиращи освобождаването на газови мехурчета от нефтената и газовата среда, което от своя страна може да доведе до локално повишаване на концентрацията на въглероден диоксид и след това до увеличаване на скоростта на корозия.
Използвайки проби от размер 1, бяха проведени тестове за корозия при различни режими на движение на флуида върху инсталацията "колело" с експозиция в продължение на 3 дни. Преди тестването плочите бяха изложени на постоянно магнитно поле в продължение на 7 дни. Свидетелските проби с магнитни свойства се оказаха по-малко устойчиви при условията на изпитване: скоростта на корозия по време на намагнитване се увеличи с 41% (от 0,792 на 1,116 mm/година).
Последният етап от изследването за установяване на ефекта от намагнитването на металните тръби на Урманското поле върху скоростта на тяхната корозия беше тестване при различни абсолютни стойности на намагнитването на плочи, изработени от стомана 20. Преди изпитването плочите бяха изложени на импулсно магнитно поле и бяха доведени доразлични стойности на остатъчното намагнитване. Тестовете са проведени при температура 72°C с експозиция в продължение на 3 дни върху модел на пластова вода от находището Urmanskoye. Ефективността се оценява чрез загуба на тегло на пробите. Резултатите от теста са показани на фиг. 3.