Способ защиты трубопровода пластовой сточной воды от коррозии Советский патент 1991 года по МПК F16L58/00 

Изобретение относится к добыче нефти и газа и может быть использовано для защиты от локальной коррозии внутренней поверхности труб, транспортирующих пластовую сточную воду.

Цель изобретения - повышение эффективности и дальности действия защиты трубопроводов сточной воды.

Это достигается за счет преобразования остаточной нефти в мелкодисперсную фазу, а также периодической дозировки нефти на вход диспергатора в количестве до 50 мл/л при сдвигах потенциала поверхности трубопровода положительнее (-0,2) В. С целью повышения эффективности защиты, сточную воду перед подачей на диспергатор пропускают через открытые отстойники. Дополнительно на вход диспергатора осуществляют непрерывную подачу нефти в количестве 20-30 мг/л, а также дозировку защитной композиции, например ингибитора Нефтехим. Для защиты протяженных трубопроводов, их делят на 2 и более участков. Начало каждого из участков снабжают диспергатором. Подают нефть и защитную композицию на входы диспергаторов.

На фиг. 1 представлены поляризационные кривые стали ; (кривые для стали 20 получены на датчиках, установленных на начальном участке трубопровода сточной воды; на участке, удаленном от начала трубы на 2,5 км (кривая 2); и в лабораторных условиях (кривая 3) при отсутствии диспергироО

XJ

ч

ааиной нефти в сточной воде; на фиг. 2 - конструкция диспергатора.

Защитные пленки нефти на поверхности трубопровода формируются из мелкодисперсной нефти. В пробах воды, отобранных на начальном участке трубопровода, частицы нефти диаметром 10-15 мкм легко обнаруживаются а объеме, а на удалении 2,5 км от этой же точки обнаруживаются с трудом. Поэтому предполагается, что уменьшение обьемной концентрации частицц нефти (10-15 мкм) связано с флоку- ляцией частиц в более крупные, всплывающие на поверхность воды за время транспортировки воды по трубопроводу. Формирование защитной пленки нефти и ее свойства на поверхности металла существенно зависят от степени дисперсности и ооьемной Концентрации частиц в сточной воде.

Пример 1. На начальном участке (100 м от ППН) трубопровода сточной воды длиной 2,5 км устанавливают диспергатор (фиг.; 2) производительностью 4500 м3/сут. Путем приближения пластин диспергаторов (фиг. 2) к монитору уменьшают диаметр частиц нефти с 10-20 (16) мкм до 2-4 мкм. Перепад давления на диспергаторе составляет 0,07-0,1 МПа. Потенциал поверхности р начала трубопровода не изменяется, а на оасстоянии 2,5 км от начала сдвигается в этрицательную сторону с -0,1 до -0,22-0,24. Скорость локальной коррозии начального j-чзстка практически не изменяется, а на участке, удаленном от начала на 2,5 км, уменьшается в 16-30 раз. Уменьшение диаметра частиц остаточной нефти с 15 до 2-4 мкм с помощью регулировочных пластин диспергатора позволяет получить наиболее отрицательный потенциал концевого участка и минимальную скорость коррозии на защищаемом трубопроводе. Затем с по- мошью секущей задвижки перекрывают один из 3 параллельно работающих диспергаторов. Увеличение нагрузки на 2 работающих диспергаторэх увеличивает скорость потока жидкости, истекающей из мониторов (фиг. 2) на резонатор. Диаметр частиц остаточной нефти на выходе диспергатора уменьшается с 2-4 до 1-2 мкм. Перепад давления на диспергаторе возрастает при атом до 0,12-0,15 МПа. Однако степень защиты трубопровода сточной воды длиной 2,5 км не увеличивается. Диаметр частиц остаточной нефти 2-4 мкм является оптимальным.

Концентрация остаточной нефти в сточной воде, необходимая для обеспечения защиты от коррозии водовода при

оптимальной степени дисперсности (диаметра) частиц, составляет около 50 мг/л. При уменьшении концентрации остаточной нефти до уровня 12-16 мг/л. что связано с

особенностями технологии разделения нефти .и пластовой воды на ППН, защиты трубопровода нарушается. Для поддержания необходимой степени защиты при периодических снижениях концентрации

0 остаточной нефти проводят периодическую дозировку сырой нефти в начале трубопровода и доводят концентрацию остаточной нефти до 50 мг/л в сточной воде. Опытным путем установлено, что интервал концент5 раций остаточной нефти 25-50 мг/л при оптимальной степени дисперсности частиц 2-4 мкм обеспечивает надежную защиту трубопроводов от локальной коррозии. При этом потенциал трубопровода находится в пределах (-0,25-0,3) В, а скорость локальной

0 коррозии не превышает 0,3 мм/год С другой стороны, при уменьшении концентрации остаточной нефти до 12-16 мг/л (см. табл) потенциал поверхности трубопровода находится в пределах (-0,18- -0,21) В, а ско5 рость локальной коррозии на трубопроводе увеличивается до 1,0-4,0 мм/год, г. е возрастает а 10 раз и выше.

Таким образом, критерием надежной защиты трубопровода от локальной корро0 зии является критический потенциал (-6,22) В, при увеличении которого (сдвиге в положительную сторону) обеспечивается необходимая концентрация остаточной нефти в сточной воде на входе трубопровода. Огра5 ничение концентрации остаточной нефти на уровне 50 мг/л, дозируемой в начале трубопровода, связано с используемой технологией, применения сточной воды для закачки в скважины, поддерживающие дав0 ление в пласте и обеспечивающие достаточный уровень добычи нефти на промыслах. Установлено, что увеличение количества остаточной нефти в сточной воде более 50 мг/л приводит к закупорке проницаемых пор

5 скважин поддержания пластового давления и снижает объемы добычи нефти. Увеличение концентрации остаточной нефти в сточной воде более 50 мг/л на промыслах часто происходит при нарушениях подготовки

0 нефти на ППН. Это обеспечивает некоторое увеличение степени защиты трубопроводов от локальной коррозии. При периодической подаче сырой нефти на трубопровод, во избежание закупорки пор нагнетательных

5 скважин, концентрацию нефти следует ограничивать пределом 50 мг/л. Если концентрация остаточной нефти е сточной воде не уменьшается ниже 25-30 мг/л, периодическая дозировка нефти нэ вход диспергатора

не производится, так как потенциал трубоп- ровода будет отрицательнее(-0,22)В.

Пример 2. Технология защиты трубопроводов проводится аналогично примеру 1, С целью уменьшения количества замеров потенциала по длине трубопровода, а также количества определений концентрации нефти в сточной воде, применяют непрерывную подачу сырой нефти на вход диспергатора в количествах 20-30 мг/л. Периодичность замеров постепенно снижают с 5-6 до 1 в сутки. Непрерывная дозировка нефти выравнивает измеренные потенциалы по длине трубопровода. Как правило они находятся в пределах (-0.25- -0,3) В. Сдвигов потенциала на участках трубопровода длиной 2,5 мкм до

значений (-0,180,22) В практически не

наблюдается из-за повышения среднего уровня ос га точной нефти в сточной воде. Суммарная концентрация нефти при испытаниях составляет не ниже 30-50 мл. Имеют место случаи временного повышения концентрации нефти до 60-70 мг/л. Однако учитывая, что концентрация остаточной нефти уровня 50 мл - это рекомендуемый, а не строго регламентируемый показатель, повышение концентрации нефти до 60-70 мл/л в воде не является нарушением технологического регламента. Наряду с сокращением числа необходимых операций, требуемых для достижения защиты от коррозии (с 5-6 до 1 в сутки), повышается надежность предложенного способа. Это связано с сокращением или исключением временных периодов развития локальной коррозии при потенциалах трубопровода 0,18 -0,22) В, когда скорость локальной коррозии составляет 1-6 мм/год.

Пример 3. Для осаждения механических примесей и удаления сероводорода применяют открытый отстойник габаритами 25x25x2 м. Площадь открытой поверхности воды составляет 625 м2, объем 1300 м3. Отделившаяся от нефти вода подается в отстойник за счет разности уровней. Из отстойника вода с помощью центробежного насоса подается на вход трубопровода. Концентрация сероводорода после пропускания воды через отстойник уменьшается с 6-12 мг/л до 0,3-0,1 мг/л. Температура сточной воды с 50-55°С снижается до 35- 40°С. Остальные опрации проводятся аналогично примеру 1 и 2. Измерения потенциалов поверхности трубопроводоа показывают смещения их в отрицательную

сторону до значений (-0,4) В. Смещение потенциала связано с понижением склонности трубопровода к развитию локальной коррозии. Общая скорость коррозии не превышает 0,1-0.3 мм/год, локальные поражения водовода отсутствуют.

Пример 4. Защита от коррозии протяженных трубопроводов длиной 5-10 км предполагает разделение их на несколько (не менее двух) участков, снабженных

диспергаторами. Практика показывает различие параметров защиты сопряженных участков. Применение дозировки нефти и защитных композиций на входах дисперга- торов, установленных на участках с повышенной скоростью коррозии позволяет оптимизировать предлагаемый способ защиты.

В таблице приведены коррозионно- электрохимические характеристики при дозировке нефти в количестве 30 мг/л и при дозировке нефти и ингибитора Нефтехим. Из таблицы видно, что добавка нефти снижает склонность стали к локальной коррозии, а совместная дозировка нефти и

Нефтехима позволяет подавить локальную коррозию на трубопроводе. Формула изобретения

1.Способ защиты трубопровода пластовой сточной воды от коррозии путем диспергирования защитных композиций, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и дальности действия защиты, в качестве защитной композиции используют частицы мелкодисперсной нефти,

при этом диаметр частиц остаточной нефти в начале защищаемого участка трубопровода уменьшают до 2-4 мкм, а концентрацию нефти в сточной воде поддерживают в пределах 25-50 мг/л подачей на вход диспергатора сырой нефти.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости, на вход диспергатора непрерывно подают 20-30 мг/л сырой нефти.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что сточную воду перед подачей на диспергатор пропускают через открытый отстойник.

4.Способ по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что защитная композиция дополнительно содержит ингибитор коррозии.

5.Способ по пп. 1-3, отличающий- с я тем, что диспергаторы установлены по длине трубопровода на определенном расстоянии друг от друга.

Данные pt, Кобщ и К «о« по длине защищаемого трубопровода при дозировке нефти и ингибитора Нефтехим

Изобретение относится к защите от коррозии трубопроводов промысловой сточной воды в нефтяной промышленности. Снижение коррозионной агрессивности среды происходит за счет формирования защитных пленок нефти и композиций на поверхности трубопровода. Требуемая дисперсность частиц нефти и защитных композиций (2-4 мкм) достигается с помощью диспергатора, устанавливаемого в начале защищаемого участка. При этом концентрацию нефти веточной воде поддерживают 25-50 мг/л. Дозировка сырой нефти в сточную воду осуществляется при сдвиге потенциала трубопровода сточной воды по- ложительнее (-0,2) В. С целью повышения эффективности и дальности действия способа применяются защитные композиции, в частности ингибитор Нефтехим. 4 з.п. ф- лы, 2 ил.

-ft

+т o-ioo -ж - SOD -7№ -soo-im im B

фиг.1