Способ защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов

Способ защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов

Реферат

Изобретение относится к области защиты от коррозии металлического оборудования и трубопроводов, главным образом, в системах утилизации сточных вод промыслов при возврате их в нефтяные пласты путем подавления активной микробиологической деятельности и постепенного подавления процесса насыщения продуктивных пластов сероводородом, что существенно изменяет разработку нефтяных месторождений на поздней стадии их эксплуатации.

Известно, что на процесс коррозии и другие отрицательные техногенные последствия при эксплуатации нефтяных месторождений оказывают существенное влияние сульфатвосстанавливающие бактерии и углеводородоокисляющие бактерии, которые обычно попадают в нефтяной пласт и систему нефтедобычи при закачке вод из наземных источников с целью поддержания пластового давления (1, 2).

Известен способ защиты от коррозии трубопроводов и оборудования в системе нефтедобычи, при котором для подавления жизнедеятельности бактерий применяют химреагенты-бактерициды (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7). Однако в условиях утилизации сточных вод промыслов такой способ малоэффективен. Во-первых, на уничтожение действующих бактерий уходит большое количество дорогих химреагентов. Во-вторых, после разового уничтожения действующей здесь микробной популяции она быстро восстанавливается с помощью имеющегося в нефтяных пластах большого числа неактивных бактерий.

В-третьих, активно действующие в системе утилизации сточных вод бактерии эффективно экранируют себя от воздействия химреагентов-бактерицидов с помощью особых малопроницаемых полисахаридных пленок, которыми они себя покрывают. Кроме того, в сточные воды для процесса деэмульгации вводят с деэмульгаторами кислородосодержащую пресную воду, которая способствует активной жизнедеятельности углеводородоокисляющих бактерий, служащей основной пищей для сульфатвосстанавливающих бактерий.

Положение осложняется еще и тем, что сульфатвосстанавливающие бактерии и углеводородоокисляющие бактерии переходят в активное состояние, главным образом, в системе утилизации сточных вод потому, что здесь для активного их развития существуют наиболее подходящие условия: слабоминерализованная среда, наличие следов кислорода (0,5-1,0 мг/л), а также главный фактор - металлическая поверхность, которая необходима этим бактериям для прочного закрепления на ней и получения необходимых им в процессе жизнедеятельности ионов железа. В результате в системе утилизации сточных вод образуется особо активное, адгезированное на металлической поверхности труб и емкостей многочисленное сообщество сульфатвосстанавливающих и углеводородоокисляющих бактерий, которое насыщает сточную воду, закачиваемую в нефтяной пласт, сероводородом и неактивными бактериями. Эти два компонента резко ухудшают процесс деэмульгации, вызывают сильную коррозию всего металлического оборудования и влияют в конечном счете на процесс нефтеотдачи пласта.

Известен способ защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов путем введения химреагента-бактерицида в системе добычи нефти (SU 865833, C 02 F 1/50, 23.09.81).

По известному способу для предотвращения роста сульфитавосстанавливающих бактерий в качестве реагента используют 6-метил-7(пропен-1-ил-1)-2,4-диоксабицикло(3,4)нонан, который вводят в количестве 5-25 мг/л.

По известному способу из воды не удаляется кислород, который способствует активной жизнедеятельности бактерий.

Задачей настоящего изобретения является поиск и создание такого способа, при котором исключалось бы появление в системе утилизации сточных вод благоприятных условий для активной жизнедеятельности бактерий.

Поставленная задача решается тем, что в способе защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов, включающем введение химреагента-бактерицида, согласно изобретению, сначала в процессе постоянного ввода в систему утилизации сточных вод нефтепромыслов кислородосодержащей воды с деэмульгатором осуществляют однократную обработку системы химреагентом-бактерицидом, подкисленным слабым раствором соляной кислоты с ингибитором коррозии, после чего из пресной воды полностью удаляют растворенный в ней кислород. Удаление из пресных вод кислорода производят с помощью активных радикалов, способом, разработанным Институтом ядерной физики при Московском Государственном Университете.

Сущность изобретения поясняется примерами осуществления способа и схемой работы системы утилизации сточных вод, встроенной в общую систему нефтедобычи каждого месторождения.

На чертеже изображена схема разработки типичного нефтяного месторождения.

Большинство нефтяных месторождений разрабатывается по общепринятой единой технологии. С самого начала эксплуатации вводится в действие система поддержания пластового давления, при котором для компенсации падающего пластового давления в продуктивный пласт месторождения нефти 1 подают расчетное количество пресной воды 2, содержащей опасные для месторождения бактерии - сульфатвосстанавливающие и находящиеся с ними в симбиозных отношениях углеводородокисляющие бактерии. После ввода в эксплуатацию системы утилизации сточных вод 3, в которой присутствует растворенный в воде кислород, начинается бурный процесс жизнедеятельности и размножения бактерий с постепенным насыщением добываемой из пласта нефти сероводородом и дополнительным количеством указанных бактерий. Это подтверждается практикой эксплуатации нефтяных месторождений Урало-Поволжья и Западной Сибири (5, 6).

В результате жизнедеятельности бактерий сначала в системе утилизации сточных вод, а затем в нефтяном пласте и трубопроводной системе нефтесбора появляется от 150 до 350 мг/л сероводорода.

Кроме сероводорода, после прохождения установки 4 обезвоживания нефти, в сточные воды поступает большое количество осадка сульфида железа, который в контакте с металлами вызывает очень сильную локальную коррозию всех черных металлов в системе нефтедобычи, а также закупоривает наиболее проницаемые пористые каналы нефтяного пласта, что снижает его нефтеотдачу. Кроме того, сульфид железа постоянно образуется около закрепившихся на металле и активно функционирующих биоценозов бактерий. В результате скорость локальной коррозии металла в месте его контакта с сульфидом резко возрастает, а осадок сульфида дополнительно изолирует сообщества бактерий от воздействия бактерицидов и ингибиторов коррозии.

Проанализировав сложившуюся ситуацию, авторы нашли простой и надежный метод подавления активной деятельности наиболее опасных, находящихся в активном состоянии бактерий.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В процессе постоянного ввода в систему утилизации сточных вод кислородосодержащей пресной воды с деэмульгаторами для подавления жизнедеятельности активных форм сульфатвосстанавливаюших и углеводородокисляющих бактерий сначала уничтожают их сообщества с помощью однократной обработки химреактивом-биоцидом повышенной концентрации. При наличии поверх бактерий осадка сульфида железа его удаляют путем растворения при помощи слабого раствора соляной кислоты с ингибиторами коррозии. Затем из пресной воды удаляют растворенный в ней кислород. Тем самым жизнедеятельность сульфатвосстанавливающих и углеводородокисляющих бактерий блокируется, что прекращает процесс насыщения среды сероводородом. Уже имеющийся в нефтяном пласте сероводород постоянно расходуется и уносится оттуда добываемой нефтью, пока его количество через определенное время не снизится до минимума. В результате, условия для доразработки нефтяных месторождений, находящихся на поздней стадии эксплуатации, существенно улучшаются.

Из доступных источников информации авторы не выявили способов со сходными признаками.

Предлагаемый способ осуществим в условиях нефтепромыслов. При этом не требуется уникальной техники или специальных малодоступных компонентов.

Источники информации

1. Беляева С.С., Розанова Е.П. и др. Ж. «Микробиология», 1990, № 6, с.105.

2. Андреюк К.И. и др. Микробная коррозия и ее возбудители. Киев, Наукова думка, 1980, с.180.

3. Гоник А.А. Коррозия нефтедобывающего оборудования и меры ее предупреждения. М.: Недра, 1976, с.178.

4. Рубенчик Л.И. Сульфатредуцирующие бактерии. М.: Изд. АН СССР, 1947, с.94.

5. Вавер В.И. Ж. «Коррозия и защита металлов», М.: ВНИИОЭНГ, 1983, № 2, с.5.

6. Недобоева В.О. РНТС «Нефтепромысловое дело», 1980, № 4, с.3.

7. Резяпова И.Б. Сульфатвосстанавливающие бактерии при разработке нефтяных месторождений. Уфа, Гилем, 1997, с.51.

Способ защиты от коррозии нефтедобывающего оборудования и трубопроводов, включающий введение в систему добычи нефти химреагента-бактерицида, отличающийся тем, что сначала в процессе постоянного ввода кислородосодержащей пресной воды с деэмульгатором в систему утилизации сточных вод нефтепромыслов осуществляют ее однократную обработку химреагентом-бактерицидом, подкисленным слабым раствором соляной кислоты с ингибитором коррозии, после чего из пресной воды полностью удаляют растворенный в ней кислород.