Осложнения в нефтедобыче
..pdfзащиты нефтепромыслового оборудования в морской воде, водо- и нефтерастворим, эффективная концентрация — 200 мг/л, сте пень защиты — более 70 %.
СНПХ-6301 — смесь аминоолеиновой кислоты и изопропило вого спирта, применяется для защиты систем ППД и нефтесбора, эффективная концентрация — 50 мг/л, защитный эффект — 65-90 %.
ДОН-52 — соль высших алифатических аминов (50 % мае. раствор активного вещества), применяется для защиты водоводов сточных вод, зараженных СВБ и содержащих среды кислорода и до 100 мг/л сероводорода, вододиспергируем, эффективная кон центрация — 30 мг/л, степень защиты — 84-89 %.
АНП-2М (ГИПХ-3) — соль хлоргидратаминопарафина, при меняется для защиты нефтепроводов обводненных нефтей, содер жащих сероводород и СВБ, вододиспергируем, эффективная концентрация — 40 мг/л, защитный эффект — 85-89 %.
Нефтехим-1 — смесь полиэтиленполиамина, карбоновых кис лот и легкого таллового масла (раствор 40 % мае. активного веще ства в керосине), применяется для защиты коммуникаций и назем ного оборудования системы ППД при содержании сероводорода до 300 мг/л, нефтерастворим, эффективная концентрация — 30 мг/л, защитный эффект — 85-90 %.
Викор-1 — соль имидазолина, ОП-Ю и растворитель, приме няется для защиты водо- и нефтепроводов для транспортировки сред с 15 мг/л сероводорода, вододиспергируем, эффективная кон центрация — 30 мг/л, защитный эффект — 85-90 %.
Амфикор — аммонийная соль алкилфосфористой кислоты в растворителе, применяется для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород, углекислоту и, одновременно, кисло род, водорастворим, эффективная концентрация — 15-50 мг/л.
ХПК-002 — смесь имидазолинов и амидоаминов высших жирных кислот в растворителе, применяется для защиты нефте промыслового оборудования и трубопроводов, эффективная кон центрация — 25-60 мг/л, защитный эффект — 85-95 %,
а также ИКБ-2-2, Север-1, И-25-Д, АНПО, КИ-1, Апшерон, ГИПХ, Тюмень-1, ИФХАНГАЗ, Каспий-2, Каспий-4, Газохим-1 и др.
Среди зарубежных ингибиторов, применяемых для снижения
6-1029 |
161 |
коррозионной активности высокоминерализованных вод, наибо лее известными являются: Корексит 7802, Корексит 7798 и др. (фирма "Essochem Impex", Бельгия); Норуст PA23D (фирма "Seka", Франция); Сепакор ES 3109, Сецакор HS и др. (фирма BASF, Германия); Додикор V 3242-2, Додиген 481 и др. (фирма "Hoechst", Германия); Кемеликс 1115Х, Кемеликс 1116Х и др. (фирма "ICI Kemelix", Великобритания); Налко 4421, Налко 4224 и др. (фирма "Nalko", США), КР-184К (фирма "Petrolite", США), Травис-1102, Травис-1103 и др. (фирма "Travis", Канада).
В последние годы большое значение приобретает экологиче ский аспект применения ингибиторов коррозии. С началом мас сового применения ингибиторов коррозии для обработки водных сред возникла проблема их токсикологической безопасности. Ис торически в качестве основы для ингибиторов использовались соли тяжелых металлов, такие как хроматы, фосфаты, полифосфаты, ортофосфаты. Но поскольку в ряде стран использование органических и неорганических фосфорсодержащих веществ зап рещено, разработаны были "зеленые", т. е. низкотоксичные инги биторы коррозии [166].
В настоящее время в условиях месторождений Западной Си бири для снижения коррозионной активности промысловых жид костей, перекачиваемых по трубопроводам системы ППД и нефтесбора, используют ингибиторы Олазол-1, СНПХ-6301, СНПХ6014, И21Д, И21ДМ, ХПК, Нефтехим, Т-2П, Додикор, КорексИт7798, Сепакор, Кемеликс-1116, -1117 (табл. 6.3). Решающими при выборе ингибитора коррозии в большей мере являются стоимост ные показатели.
Данные, представленные в табл. 6.3, свидетельствуют о том> что достаточно высокий ингибирующий эффект при небольШ°й дозировке проявляют импортные реагенты (Сепакор, Додикор, Корексит, Кемеликс), которые в 2-3 раза дороже, чем ингибито ры коррозии отечественного производства.
На практике показано, что заявляемый производителем за" щитный эффект реагент обеспечивает не всегда. Даже в услов11ях одного НГДУ или месторождения для разных участков этот по^3- затель может значительно отличаться.
В табл. 6.4 представлены результаты гравиметрических исйы-
Таблица 6.3
Сведения по ингибиторам коррозии, используемым на месторождениях Западной Сибири в период с 1996 по 2001 гг.
(по данным К огалы м ского завода хим реагент ов)
Реагент |
|
Норма |
Эффект |
Цена* |
|
расхода, г/т |
защиты, % |
за 1 т, руб. |
|||
|
|||||
СНПХ-6014 |
Т П П "Когалымнефтегаз " |
|
|||
|
100-120 |
70 |
8943 |
||
ТХ-1153 |
|
30-40 |
85 |
87730 |
|
ХПК-002 |
|
25-60 |
95 |
36492 |
|
ХПК-002(В) |
|
30-50 |
90 |
36492 |
|
СНПХ-6301 |
|
100-120 |
70 |
9222 |
|
|
А О |
"Ю ганскнефт егаз" |
12065 |
||
СНПХ-6301 |
|
20-30 |
Не более 50 |
||
И21Д |
|
20-25 |
70-90 |
7867 |
|
Нефтехим |
|
20-25 |
80-90 |
11355 |
|
Олазол-1 |
|
15-25 |
85-95 |
12034 |
|
Додикор |
|
20-30 |
80-85 |
45291 |
|
И21ДМ |
|
15-25 |
80-90 |
11918 |
|
Корексит-7798 |
|
15-25 |
80-90 |
23516 |
|
|
О А О |
"Ноябрьскнефтегаз" |
8513 |
||
СНПХ-6014 |
|
75 |
70-80 |
||
Нефтехим |
|
50 |
80-90 |
9307 |
|
|
Н Г Д У "Черногорнефть " |
7832 |
|||
Олазол |
|
30-35 |
75-80 |
||
Корексит-7798 |
|
15-25 |
80-90 |
30509 |
|
Сепакор |
|
15-25 |
80-90 |
30509 |
|
Кемеликс-1116 |
|
15-25 |
80-90 |
30509 |
|
|
Т П П "Урайнефтегаз " |
23835 |
|||
Рокор |
|
20 |
80-85 |
||
Petrolite W-2068 |
|
20-25 |
85-90 |
27267 |
|
СНПХ-6301 |
|
30-50 |
60-70 |
8626 |
* — для удобства сравнения цены приведены к уровню на 01.01.2001 г.
таний по определению скорости коррозии стальных образцов на месторождениях ТПП "Когалымнефтегаз" при использовании ингибиторов СНПХ-6301 и СНПХ-6014 (испытания проведены на Когалымском заводе химреагентов).
Анализ табл. 6.4 показал, что при использовании ингибито ров не во всех случаях обеспечивается высокая защита металла от коррозии и снижается коррозионная активность минерализован ной воды. Это может быть связано с растворимостью (диспергируемостью) ингибитора в пластовых флюидах, низкой степенью его совместимости с пластовыми водами, некорректным выбором реагента для конкретных условий. На некоторых участках место рождений, ввиду особенностей эксплуатации и состава сред, ин гибиторная защита является абсолютно неэффективной.
Для повышения эффективности ингибиторной защиты на предприятиях, как правило, увеличивают дозировку уже приме няемого реагента, либо подбирают новый. Подобные мероприя тия, в свою очередь, также не всегда дают необходимый эффект.
Таблица 6.4
Скорость коррозии стали на месторождениях ТПП "Когалымнефтегаз" при использовании ингибиторов СНПХ-6301 и СНПХ-6014
Ингибитор |
Место установ |
Скорость коррозии, мм/год |
Защитный |
||
Без |
|
||||
ки образца |
С ингибитором |
эффект, % |
|||
|
|||||
|
|
ингибитора |
|
||
|
Н Г Д У "Ватьеганнефть " |
|
|||
СНПХ-6301 |
ц п п н |
0,83 |
0,05 |
93,6 |
|
|
ЦДНГ-1 |
0,03 |
0,01 |
75,1 |
|
|
ц ц н г - з |
0,02 |
0,01 |
48,8 |
|
|
ЦЦНГ-5 |
0,04 |
0,01 |
82,3 |
|
|
Н Г Д У "Когалымнефть " |
|
|||
СНПХ-6014 |
ЦППН |
1,63 |
0,80 |
50,8 |
|
|
ЦДНГ-2 |
0,03 |
0,01 |
68,6 |
|
|
ЦДНГ-3 |
3,96 |
0,71 |
82,2 |
|
|
ЦДНГ-4 |
1,93 |
0,59 |
69,5 |
|
|
ЦДНГ-6 |
0,02 |
0,01 |
72,1 |
|
|
Н Г Д У "Друж банефть " |
|
|||
СНПХ-6301 |
Цех 1 |
0,02 |
0,01 |
74,1 |
В практике отмечены случаи, когда некорректный выбор или слишком высокая дозировка ингибитора коррозии не только не снижали интенсивность коррозии, а напротив, реагент стиму лировал коррозионное разрушение оборудования, преобразуясь в коррозионно-активное вещество (например, ингибиторы с про изводными сульфоновой и фосфорной кислот, образующие в рас соле кислотные соединения). Ингибитор может также разлагаться или полимеризоваться с образованием примесей, вязких и липких веществ, засоряющих оборудование [162].
Гораздо более действенны мероприятия по повышению эф фективности ингибиторной защиты воздействием магнитного поля на коррозионные среды. Магнитная обработка промысло вых жидкостей позволяет повысить защитный эффект уже приме нявшихся ингибиторов коррозии, кроме того, ведутся работы по созданию специальных реагентов для совместного физико-хими ческого воздействия. В частности, на Когалымском заводе химре агентов разработан ингибитор коррозии ХПК-002 В, успешно внедренный на месторождениях Западной Сибири.
Г лава 7
ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
НА СВОЙСТВА ПРОМЫСЛОВЫХ ЖИДКОСТЕЙ
7.1. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ
Магнитная обработка водных систем исследуется давно. Есть сведения, что такие опыты проводил еще М. В. Ломоносов. Пер вый патент на магнитную обработку воды с целью ее "умягчения" был получен в Германии в 1892 г. Промышленное применение данных аппаратов было начато бельгийским инженером Т. Вейнерманом в 1934 г. В настоящее время известно более пяти тысяч публикаций, посвященных магнитной обработке. Согласно дан ным публикациям магнитная обработка используется и исследу ется в различных отраслях.
Медицина. Сложились два диаметральных мнения по приме нению магнитного воздействия на человеческий организм — за и против. По мнению одних: "Магнитная обработка биологиче ских жидкостей изменяет: плотность, электропроводность, вяз кость, текучесть, растворяющую способность, адсорбцию, про зрачность, активность кислорода и других газов, текстурирова ние, скорость прохождения звука, теплопроводность, pH, ско рость химических реакций, температуру фазовых переходов, бактерицидность, поверхностное натяжение"
Ряд специалистов настроен скептически: "Магнитная обра ботка приводит к значительному усилению обменных процессов, жизненный цикл живых организмов при этом сокращается"
Однако все больше появляется аппаратов магнитной обра
ботки, применяемых в медицине. Например, аппарат магнитной обработки крови "Исгок-Мок", магнитные массажеры и аппликато ры, пояс магнитофорный, установки УМОВ-4008, СО-2,СО-3 и др.
Научно-производственное объединение "Антей" выпускает аппараты "Офтемагс", с помощью которого лечат зрение, "Элемагс" — для улучшения слуха. Возник термин "магнитотерапия" С использованием аппаратов магнитной обработки лечат онко логические и женские заболевания, экземы, псориазы, неврологи ческие и кардиологические болезни и др. Практически все совре менные медицинские центры используют магнитотерапию.
Вкрови найдены нано-частицы магнетита, воздействуя на которые магнитным полем можно активизировать перенос ионов через мембрану клетки ("Изобретатель и рационализатор", 1995,
№11).
Вкурортном комплексе "Русь" (одна из лучших здравниц г. Сочи) установлен оздоровительный фонтан, распыляющий воду, подвергнутую магнитной обработке.
Сельское хозяйство. Полив омагниченной водой благоприят но сказывается на урожайности овощных и зерновых культур. Магнитная обработка применяется для приготовления кормов, обработки семян. Наибольшее количество противоречивых ре зультатов по магнитной обработке получено именно в сельскохо зяйственном производстве.
Пищевая промышленность. При производстве сахара магнит ная обработка способствует образованию однородного сиропа, активизации процесса выпаривания сиропа. Готовый сахар обре тает стабильную снежную белизну, повышается его прозрачность при растворении, резко снижается диабетическая зависимость от него. При производстве мясопродуктов существенно сокращается время созревания фарша, исключается фосфат, при термообра ботке сохраняется требуемая норма влажности, повышаются ор ганолептические показатели, резко возрастает срок хранения. При производстве молочной продукции повышаются раствори мость сухого молока, вязкость закваски, выход масла, биохими ческая активность дрожжевых клеток, доля белка в твороге (цинк, медь, свинец в основном переходят в сыворотку), срок хранения. При производстве алкогольных и безалкогольных напитков на
омагниченной воде существенно возрастает однородность водно- сиропо-спиртовой смеси.
Текстильная промышленность. Магнитная обработка исполь зуется при крашении материалов [167].
Теплоэнергетика. Аппараты магнитной обработки наиболее широко внедрены в теплоэнергетике для водоподготовки и пре дотвращения отложения солей жесткости [168, 169]. Применение аппаратов оговорено в СНиП. Это электромагнитные аппараты и аппараты на постоянных магнитах. Более эффективны аппара ты, в которых используется воздействие различными физически ми полями, например электромагнитный пульсатор ПЭ, выпуска емый в г. Бресте. Принцип работы ПЭ основан на магнитной об работке воды импульсными полями и создании на поверхностях нагрева магнитострикционных колебаний сдвига на межатомном уровне. В результате этого происходит дробление, отслаивание, частичное превращение в сметаноподобную массу солей накипи и частичное растворение ее намагниченной водой, что позволяет удалять ее из котла в процессе продувок и дренирования.
В основу приборов "MERUS" положена современная техно логия, основанная на использовании концентрации естественных магнитных и электромагнитных полей с модулированной переда чей их атомам, составляющим молекулу воды. Аналогичные уст ройства разработаны фирмой "Телос", в них водные системы об рабатываются сверхслабыми электромагнитными полями с резо нансно-активной модуляцией на жидкости.
Широко разрекламированы электронные умягчители воды "WATER KING", которые генерируют электромагнитные волны звукового диапазона. Известны очистительные устройства чешского производства "КРАФТИНГ", которые "физическим способом препятствуют образованию водного камня и предназ начены для защиты отдельных потребителей, бойлеров, автома тических стиральных машин, посудомоечных машин, электриче ских и газовых проточных нагревателей" В Израиле выпускаются аналогичные установки "МЭДЖИК", а в Словакии — установки "ANTI Са++".
Химические технологии. Способ воздействия на технологи ческие среды с помощью слабых электромагнитных полей полу-
168
чил название физического катализа в соответствии с общими принципами теории катализа. Катализ с использованием слабых электромагнитных полей позволяет управлять в сторону увеличе ния или уменьшения такими физическими характеристиками веществ или их смесей, как вязкость, коэффициент диффузии, поверхностное натяжение, краевой угол смачивания, раствори мость, теплоты плавления, кристаллизации и возгонки и рядом других характеристик. Например, под воздействием магнитной обработки природных и синтетических соединений происходит увеличение адсорбционных свойств сорбентов, катализаторов.
Магнитную обработку используют при производстве целлю лозы [170], фенолоформальдегидных связующих [171].
Машиностроение и металлургия. Аппараты магнитной обра ботки внедрены для повышения качества смазочно-охлаждающих жидкостей, прочности керамических форм в литейном производ стве, в водоподготовке при производстве металлопроката.
Строительство. ВНИИЖелезобетон разработал технологию применения слабых магнитных полей установки "Магнитрон" в строительном комплексе для повышения качественных показа телей бетона.
Транспорт. На автомобильном транспорте внедрены устрой ства магнитной обработки охлаждающей жидкости и топлива, например устройства SuperFuelMax [172]. При прохождении топ лива через магнитное поле происходит расщепление углеводород ной цепи на более мелкие составляющие с последующей их иони зацией, что, в свою очередь, ведет к более полному сгоранию го рючей смеси.
Магнитная обработка внедрена для воздействия на охлажда ющую воду судовых дизелей.
При таком широком внедрении магнитной обработки жидко стей отсутствует в полной мере разработанная теория, которая позволяла бы на основе данных о жидкости проектировать промышленные аппараты и технологии. Поэтому для разработки новых магнитных аппаратов проводят лабораторные исследова ния, на основе которых определяют и выбирают параметры магнитного поля, необходимого для воздействия на ту или иную жидкость.
7.2.ПРИБОРНЫЙ КОМПЛЕКС
ИМЕТОДИКИ ЛАБОРАТОРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
Лабораторный стенд. Для проведения лабораторных исследо ваний изготовлен специальный стенд (рис. 7.1), который позволя ет оценивать эффективность магнитной обработки в потоке по изменению коррозионной активности жидкости. Стенд включает последовательно расположенные насос, термостат, измеритель ный блок и бак для воды. Измерительный блок состоит из поли пропиленовой трубы, внутри которой размещены стальные коль цевые образцы при помощи крепежных колец из оргстекла. При менение кольцевых образцов с внутренней рабочей поверхностью позволяет наиболее точно моделировать коррозионные процес сы, происходящие на стенке трубы в потоке жидкости. Магнитное поле создается либо постоянными магнитами, помещенными на поверхность трубы, либо с помощью лабораторной электромаг нитной установки УМПЛ [173, 174].
Для проведения лабораторных исследований в промысловых условиях разработан стенд на основе установки УМПЛ (рис. 7.2). Стенд позволяет оценивать скорость коррозии, устойчивость нефтяных эмульсий и процессы солеотложений.
Лабораторная установка УМПЛ разработана при участии В. С. Кузнецова и изготовлена Инжиниринговой компанией "Ин- комп-нефть" Установка позволяет создавать в индукторе магнит ное поле с заданными параметрами: направление магнитного поля, частота, напряженность и форма ее изменения — знакопере менная, пульсирующая, синусоидальная, прямоугольная, тре угольная и импульсная [175]. Установка УМПЛ состоит из блока управления и внешнего индуктора с патрубком для исследуемой воды или нефтяной эмульсии.
Индуктор представляет собой соединенные кольцевым ярмом два сердечника с обмоткой (рис. 7.2). При работе установки внутрь индуктора помещают патрубок, через который протекает исследуемая жидкость.
Форма тока в катушке и, соответственно, мгновенное значе ние напряженности магнитного поля могут отличаться от задан ных. Это связано со значительным реактивным сопротивлением
170