Ингибиторы в нефтегазовой промышленности

Федеральными нормами и правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности от 12.03.2013 № 101 и РД 39-132-94 регламентировано при проектировании технологического оборудования и трубопроводов предусматривать наличие герметичных систем ввода ингибиторов коррозии. В проектной документации на разработку месторождения должны быть приведены требования к ингибиторной защите оборудования и труб. В рабочем проекте на бурение скважин должны быть указаны типы ингибиторов, их потребный объем при работах по освоению и испытанию скважин. Оборудование, аппаратура, трубопроводы, а также внутрискважинное оборудование, бурильные обсадные и лифтовые трубы, подверженные воздействию сернистого водорода, должны обеспечиваться ингибиторной защитой. Газораспределительные устройства и установки комплексной подготовки газа должны иметь устройства для подачи ингибитора. Система автоматизации сбора, промыслового и межпромыслового транспорта и подготовки природного газа и газового конденсата должна иметь систему ингибирования трубопроводного транспорта.

Ингибиторной защите от внутренней коррозии подле­жат нефтепроводы, в которых происходит расслоение транспортируемой жидкости на фазы (нефть, воду, газ), а также транс­портирующие эмульсию типа «нефть в воде» и промысловые га­зопроводы.

Ингибиторы коррозии можно вводить на всех этапах нефтедобычи.

Ингибиторы коррозии в защищаемый трубопровод или систему трубопроводов подаются при помощи установок БР-2,5, БР-10, БР-25, УБПР, УДПХ, УДЭ и др. в соответствии с технологи­ческим регламентом, разработанным на основании инструкции по применению ингибитора.

Существуют следующие способы подачи ингибиторов коррозии в защищаемые трубопроводы:

• постоянного дозирования, при этом дозируемая концентрация ингибитора в трубопровод должна быть достаточной для формирования и поддержания защитной пленки на металлической поверхности стального трубопровода. При достаточной концентрации ингибитора на поверхности металла формируется защитная пленка, что обеспечивает снижение скорости коррозии металла трубопровода до приемлемого уровня. Дозируемая концентрация ингибитора подбирается опытно-промышленными испытаниями и уточняется в процессе применения на конкретном трубопроводе.
• периодического дозирования, при этом дозируют ударные концентрации ингибитора, обладающего эффектом последействия. Используемые ингибиторы при данной технологии формируют защитную пленку, сохраняющую свои защитные свойства длительное время. Интервал времени между обработками определяется опытно-промышленными испытаниями и уточняется в процессе применения на конкретном трубопроводе, и не должен превышать времени последействия применяемого ингибитора. В зависимости от свойств дозируемого ингибитора интервалы между повторыми обработками могут составлять от одной недели до нескольких месяцев.
• рассредоточенного дозирования (применяется только для защиты трубопроводов  разветвленных систем сбора нефти). При этой подаче ингибитор коррозии периодически подают в затрубное пространство нескольких скважин, расположенных на разных кустах месторождения, и одновременно постоянно дозируют в ряд трубопроводов.

Технологический процесс дозирования ингибитора находится под постоянным контролем:

• технические средства закачки ингибитора и узлов контроля за скоростью коррозии должны быть исправны;
• концентрация дозируемого ингибитора должна соответствовать режиму закачки;
• эффективность инигибитора в конце защищаемого участка должна быть не менее 80 %, что оценивается сравнением скоростей коррозии образцов-свидетелей, установленных на контрольных точках, до и во время подачи в систему ингибитора.

По степени агрессивного воздействия нефтегазопромысловые среды подразделяются на невызывающие коррозионное растрескивание (не изменяющие механические свойства металла) - неагрессивные, слабоагрессивные, среднеагрессивные, сильноагрессивные - вызывающие коррозионное растрескивание (изменяющие механические свойства металла).

Степень агрессивности воздействия сред на нефтегазопромысловое оборудование и трубопроводы из углеродистых сталей зависит:

• для газовых сред - от содержания и вида агрессивных компонентов: сероводородов, углекислого газа, кислорода, наличия конденсата водного и углеводородного, влажности, температуры, давления;
• для водных и нефтяных сред - от наличия и концентрации агрессивных компонентов, взвешанных частиц, скорости движения, температуры, минерализации и рН водной фазы, наличия коррозионно-опасных микроорганизмов.

В последние годы в нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленности выход из строя металлического оборудования связан с возрастанием добычи сернистых нефтей, содержание Н₂S в которых достигает 500 мг/л. Сероводород обладает  уникальными  агрессивными свойствами и способствует разрушению металлических конструкций в результате электрохимической, а также химической коррозии и водородного охрупчивания. Интенсивность сероводородной коррозии возрастает с повышением парциального давления сероводорода и концентрации сульфидов. 

Появление сероводорода в нефти может быть связано с возбудителями анаэробной коррозии - сульфатвосстанавливающими бактериями (СВБ), ответственными за восстановление сульфатов  до сероводорода.

Кислородсодержащие соединения нефти представлены карбоновыми кислотами различного строения, смолистыми соединениями. Содержание кислорода в нефтях колеблется от 0,1 до 1,0 %, сюда же входит и вода, которая может появиться в процессах деструктивной переработки нефти в результате гидрирования кислородсодержащих соединений. Нафтеновые и высшие кислоты (С₁₃ - С₁₈) найдены во всех нефтях, но в незначительных количествах (от сотых долей до 3,0 %) - это сложные многокомпонентные смеси. Нафтеновые кислоты вызывают коррозию оборудования установок первичной переработки нефти, работающего при 200 - 400 ^оС, затрудняют обессоливание нефти на установках ЭЛОУ. Высоким содержанием нафтеновых кислот отличаются нефти Черноморского и Бакинского районов.

Для газовых и нефтяных месторождений, концентрация углекислого газа в которых может достигать 0,7...1,6 %, характерна также углекислотная коррозия.

Одновременное присутствие в среде сероводорода и углекислого газа усиливает коррозионный процесс.

Основное назначение ингибиторов коррозии - снижение агрессивности газовых и электролитических сред, а также предотвращение активного контакта металлической поверхности с окружающей средой. Ингибитор должен обладать хорошей растворимостью в коррозионной среде и высокой адсорбционной способностью на поверхности металла. К тому же ингибитор должен быть пожаровзрывобезопасным, соответствовать требованиям санитарных норм, быть совместимым с другими реагентами, применяемыми в технологическом процессе, и не влиять на качество и процессы последующей нефтепереработки и др.

Среди применяемых в настоящее время ингибиторов коррозии преобладают органические соединения.

Отечественные и зарубежные нефтехимические предприятия предлагают для защиты от коррозии нефтегазопромыслового оборудования большую номенклатуру ингибиторов коррозии. Для выбора и использования в конкретных условиях того или иного ингибитора у лица, принимающего решение, имеется информация по стоимости химреагента и результаты лабораторных, стендовых промысловых испытаний. Это определенные по ГОСТ 9.506-87 показатели защитной способности ингибитора - скорость коррозии и степень защиты.

Для ингибирования бактериальной коррозии, стимулируемой накопительными культурами СВБ, и подавления жизнедеятельности последних разработаны методы защиты с применением ингибиторов-бактерицидов: СНПХ-1004, НАПОР-1007, Катасол 28-5, ДОН-52, АНП-2М.

Катасол 28-5-1/н                        

• Основные компоненты: продукт смеси четвертичных аммониевых солей.
• Растворимость ингибитора: растворим в спиртах и углеводородах.
• Эффективная концентрация: 20-50 г/м³.
• Область применения: для защиты от коррозии напорных и выкидных трубопроводов, транспортирующих обводненные газожидкостные и нефтяные среды, высокоминерализованные пластовые и сточные воды, содержащие сероводород и углекислый газ. Эффективен для газопроводов и газокомпрессорных станций, а в газоперерабатывающей промышленности - для установок этаноламиновой очистки газа от сероводорода.
• Степень защиты: 91-97%.

Напор-1007

• Основные компоненты: аммонийная соль синтетической жирной кислоты в органическом растворителе.
• Растворимость ингибитора: растворим в ароматических углеводородах, спиртах, в воде диспергирует.
• Эффективная концентрация: для защиты трубопроводов и нефтепромыслового оборудования  от коррозии необходимо 15-30г/м³. Для подавления планктонных форм СВБ при бактерицидных обработках НАПОР-1007 применяется в концентрации от 100 до 150г/м³.
• Область применения: в системах нефтесбора с высокой обводненностью, товарных парков и ППД, содержащих сероводород и углекислоту для подавления роста сульфатвосстанавливающих бактерий (СВБ) и защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии и наводороживания металла в высокоминерализованных средах, при наличии кислорода не более 1 мг/л.

ДОН-52

• Основные компоненты: соль высших алифатических аминов (50% мас. раствор активного вещества).
• Растворимость ингибитора: вододиспергируемый.
• Эффективная концентрация: 30 мг/л.
• Область применения: для защиты водоводов сточных вод, зараженных СВБ и содержащих среды кислорода и до 100 мг/л сероводорода.
• Степень защиты: 84-89%.

АНП-2М (ГИПХ-3)

• Основные компоненты: соль хлоргидратаминопарафина.
• Растворимость ингибитора: вододиспергируемый.
• Эффективная концентрация: 40 мг/л.
• Область применения: для защиты нефтепроводов обводненных эмульсий, содержащих сероводород и СВБ.
• Степень защиты: 85-89%.

Для проведения кислотных обработок скважин применяют ингибиторы: БА-6, ПКУ-3, ХОПС-10, КИ-1М, КПИ-3, И-1-А.

БА-6

• Основные компоненты: родукт конденсации смеси хлористого бензила с аммиаком и формальдегидом.
• Растворимость ингибитора: растворим в органических растворителях, минеральных кислотах, маслах. В воде не растворим.
• Эффективная концентрация: 0,1-10 г/л.
• Область применения: для защиты нефтяных и газовых скважин и оборудования при соляно- и пенокислотных обработках карбонатных коллекторов.
• Степень защиты: 85-95%.

ПКУ-3

• Основные компоненты: продукт конденсации уротропина с различными азотсодержащими соединениями.
• Растворимость ингибитора: растворим в водных растворах кислот, полярных органических растворителях.
• Эффективная концентрация: 1-5 г/л.
• Область применения: для солянокислотных обработок нефтегазодобывающих скважин.
• Степень защиты: 85-95%.

ХОПС-10

• Основные компоненты: смесь солей четвертичногоаммония, пенообразователя и синергиста.
• Растворимость ингибитора: растворим в водных растворах минеральных и органических кислот.
• Эффективная концентрация: 0,5-2,0 г/л.
• Область применения: для защиты от коррозионо-механического разрушения нефтегазодобывающих скважин.
• Степень защиты: 90-95%.

КИ-1М

• Основные компоненты: продукт взаимодействия пиридина с хлорметильными ароматическими углеводами.
• Растворимость ингибитора: растворим в растворах минеральных кислот и воде.
• Эффективная концентрация: 1-10 г/л.
• Область применения: для защиты нефтяных скважин и оборудования при кислотной обработке.
• Степень защиты: 97,5- 98,5%.

КПИ-3

• Основные компоненты: синтетическое азорсодержащее вещество.
• Растворимость ингибитора: растоворим в воде и минеральных кислотах.
• Эффективная концентрация: 0,5-2,0 г/л.
• Область применения: для кислотной обработки нефтегазодобывающих скважин, для защиты оборудования от сероводородной коррозии.
• Степень защиты: 85-95%.

И-1-А

• Основные компоненты: смесь высших пиридиновых оснований.
• Растворимость ингибитора: растворим в полярных органических растворителя, минеральных кислотах. Почти не растворяется в воде.
• Эффективная концентрация: 5-10 г/л.
• Область применения: для защиты нефтепромыслового оборудования от сероводородной коррозии и коррозии, вызываемой смесью сероводорода и углекислого газа, могут применяться также при солянокислотных обработках скважин.
• Степень защиты: 80-95%.

Для защиты от сероводородной коррозии нефтегазопромыслового оборудования: Олазол-Т2П, Ифхангаз-1, Ифхан-1.

Олазол-Т2П

• Основные компоненты: смесь моноамида олеиновой кислоты  (часть в общем объеме - 10%) и производных имидазолина (90%  в общем объеме).
• Растворимость ингибитора: растворим в ацетоне, растворах минеральных кислот, воде, углеводородах, спиртах.
• Эффективная концентрация: 1 г/л.
• Область применения: для   защиты  нефтегазодобывающего оборудования и систем нефтесбора, в сероводородных кислых средах.
• Степень защиты: 96-97,8%.

ИФХАН-1

• Основные компоненты: алкилированный амин.
• Растворимость ингибитора: растворим в спирте, ацитоне, бензоле. Малорастворим в воде.
• Эффективная концентрация: 300 мг/л и более.
• Область применения: для защиты оборудования нефтепромыслов от сероводородной коррозии.
• Степень защиты: 99 %.

ИФХАНГАЗ-1

• Основные компоненты: алкилнитрилдиалкиламин.
• Растворимость ингибитора: растворим в углеводородах, с водой дает устойчивую эмульсию.
• Область применения: для защиты оборудования газокомпрессорных станций при перекачке неподготовленного нефтяного сероводородсодержащего газа.

Для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород или смесь сероводорода и углекислого газа: И-1-А, Викор-1, ИНК-1, Додиген 4482-1.

Викор-1

• Основные компоненты: соль имидазолина, ОП-10 и растворитель.
• Растворимость ингибитора: вододиспергируемый.
• Эффективная концентрация: 30 мг/л.
• Область применения: для защиты водо- и нефтепроводов для транспортировки сред в присутствии углекислого газа и сероводорода до 15 мг/л.
• Степень защиты: 85-90%.

ИНК-1

• Основные компоненты: смесь синтетических жирных кислот и кислот талового масла, диэтаноламина и нефтепродукта.
• Растворимость ингибитора: вододиспергируемый.
• Эффективная концентрация: 15-30 мг/л.
• Область применения: для защиты нефтепромыслового оборудования, систем поддержания пластового давления, сбора и транспорта нефти от коррозии в высокоминерализированных средах, содержащих сероводород и углекислоту.
• Степень защиты: 85-95%.

Додиген 4482-1

• Основные компоненты: разработан на основе реагента Додиген 481.
• Эффективная концентрация: 25мг/л.
• Область применения: для защиты скважин, а также системы сбора и транспорта газоконденсатной смеси на АГПЗ от сред, содержащих углекислый  газ и сероводород.

Для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород, смесь сероводорода с углекислотой, кислород: Амфикор, Нефтехим-1, Газохим-1, Тилаз.

Амфикор

• Основные компоненты: аммонийная соль алкилфосфористой кислоты в растворителе.
• Растворимость ингибитора: растворим в воде.
• Эффективная концентрация: 15-50 мг/л.
• Область применения: для защиты нефтепромыслового оборудования от коррозии в высокоминерализованных средах, содержащих сероводород, углекислоту и, одновременно, кислород.
• Степень защиты: 85-95%.

Нефтехим-1

• Основные компоненты: смесь продукта конденсации кислот таллового масла и аминов в растворителе и добавкам.
• Растворимость ингибитора: растворим в нефте, в воде диспергирует.
• Эффективная концентрация: 30-50г/м³.
• Область применения: для защиты нефтегазопромыслового оборудования, коммуникаций и наземного оборудования системы ППД от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород до 300 мг/л, смесь сероводорода с углекислотой, кислород.
• Степень защиты: 95-98%.

Газохим-1

• Основные компоненты: гексаметилендиамин и добавки.
• Растворимость ингибитора: растворим в углеводородах.
• Область применения: для защиты нефтегазопромыслового оборудования от коррозии, вызываемой пластовыми и сточными водами, содержащими сероводород, смесь сероводорода с углекислотой, кислород.
• Степень защиты: 90% от общей коррозии и 95% от наводороживания.

Тилаз

• Основные компоненты: продукт синтеза олеиновой кислоты, диэтаноламина (ДЭА) и борной кислоты.
• Растворимость ингибитора: растворим в органических растворителях и минеральных маслах.
• Эффективная концентрация: 30-50 мг/л.
• Область применения: для защиты высоконапорных и выкидных трубопроводов, магистральных стальных технологических трубопроводов и металлических трубопроводов, транспортирующих высокообводненные минерализованные газожидкостные и водно-солевые среды, содержащие хлориды, углекислый газ, сероводород и др.
• Степень защиты: 85-90%.

Для защиты газовых скважин от коррозии применяют Секангаз-9, Секангаз-9Б, Секангаз-10, Сепакор 5478АМ.

Секангаз-9, Секангаз-9Б, Секангаз-10

• Основные компоненты: производные жирных аминов и добавки.
• Область применения: для защиты газовых скважин с непрерывным введением в поток газа (секангаз-10 для закачки в продуктивный пласт).
• Степень защиты: в среде NACE степень защиты 85-96.

Сепакор 5478АМ

• Основные компоненты: азотсодержащие гетероциклы (имидазолины), амины и алифатические производные жирных кислот.
• Эффективная концентрация: 40 - 60 мг/л.
• Область применения: для защиты газовых скважин с непрерывной закачкой в пласт.
• Степень защиты: скорость коррозии составила 0,005 мм/год, а степень защиты от охрупчивания достигла 98.

Для защиты нефтемыслового оборудования в морской воде используют: СНПХ-6002.

СНПХ-6002

• Основные компоненты: азотсодержащее соединение (50% мас. раствор активного вещества в смеси спиртов).
• Растворимость ингибитора: водо- и нефтерастворим.
• Эффективная концентрация: 200 мг/л.
• Область применения: для защиты нефтепромыслового оборудования в морской воде.
• Степень защиты: более 70%.