Нефтепромысловое оборудование УДК 622.276.72
© Коллектив авторов, 2004
Синергизм и эффективность смесей ингибиторов солеотложения и коррозии А.Г. Перекупка, Ю.С. Елизарова, А.А. Машошина, Э.П. Мингалев (ОАО «Гипротюменнефтегаз»)
Synergism and efficiency of mixtures of inhibitors of salt deposition and corrosion A.G. Perekupka, Yu.S. Elizarova, A.A. Mashoshina, E.P. Mingalev (Giprotyumenneftegaz OAO)
В В
статье предлагается способ повышения антикоррозионного эффекта ингибиторов солеотложения путем создания смеси ингибитора солеотложения и ингибитора коррозии с синергетическим эффектом для защиты оборудования от отложения солей и коррозии. Эффективность смесей ингибиторов солеотложения определяли по методике [1]. Защитный антикоррозионный эффект смесей исходных ингибиторов и смесей ингибиторов солеотложения и коррозии рассчитывали методом поляризационного сопротивления с помощью прибора «Моникор-1». В качестве модели пластовой воды использовали воду сеноманского горизонта общей минерализацией 8,4 г/л. Из нее удаляли кислород с помощью продувки жидкости чистым азотом. Концентрация углекислого газа в воде составляла 100 мг/л, сероводорода – 5 мг/л. В среду добавляли углеводородный компонент (уайт-спирит) до концентрации 500 мг/л. Из рис. 1 видно, что ингибиторы коррозии СНПХ-6035 и Азол С1-130 практически не обеспечивают защиту от солеотложения. В то же время при наличии в смеси всего 20 % масс. ингибитора солеотложения Нарлекс-Д54 эффективность защиты смеси от солеотложения становится сравнимой с эффективностью ингибитора солеотложения НарлексД54. Следовательно, смеси проявляют сильный синергетический ингибирующий эффект по предотвращению солеотложения. Как и для оценки синергетического эффекта смесей ингибиторов солеотложения [1], для количественной оценки синергетического
Рис. 1. Зависимость эффективности ингибитора солеотложения, ингибиторов коррозии и их смесей от концентрации в водном растворе: 1 – ингибитор солеотложения Нарлекс-Д54; 2 – смесь Нарлекс Д-54 и ингибитора коррозий СНПХ-6035 в соотношении 20 и 80 % масс.; 3 – смесь Нарлекс-Д54 и ингибитора коррозии Азол С1-130 (20:80); 4 – Азол С1-130; 5 – СНПХ-6035
84
Mixtures of salt deposition inhibitor Narlex-D54 and corrosion inhibitors SNPH-6035 and Azol S1-130 are investigated. Ratios of mixtures and their working concentrations with maximal inhibiting efficiency against salt deposition are determined. It is shown, that synergistic mixtures provide the minimal specific cost of inhibition against salt deposition.
эффекта смесей ингибитора солеотложения и ингибитора коррозии использовали отношение эффективности смеси ингибиторов Эсм к эффективности смеси, рассчитанной по правилу аддитивности, Эа. Аддитивная эффективность рассчитывалась как сумма эффективностей составляющих смесь ингибиторов при их соответствующих концентрациях. Если Эсм/Эа>1, то данная смесь обладает синергетическим эффектом, а если Эсм/Эа<1 – антагонистическим эффектом. Из рис. 2 следует, что отношение Эсм/Эа сильно зависит от состава смеси и концентрации ее в растворе. Смеси ингибиторов в зависимости от состава и концентрации проявляют как синергетический, так и антагонистический эффект. Максимальным синергетическим эффектом обладают смеси Нарлекс-Д54:СНПХ-6035 (20:80 % масс.)
Рис. 2. Зависимость отношения Эсм/Эа смеси ингибиторов солеотложения Нарлекс-Д54 и коррозии СНПХ-6035 от содержания Нарлекс-Д54 в смеси при различной концентрации последней в водном растворе (а), а также смеси ингибитора Нарлекс-Д54 и ингибитора коррозии Азол С1-130 (б)
Нефтепромысловое оборудование Таблица 1
Таблица 2
Рис. 3. Зависимость удельной стоимости смеси ингибиторов солеотложения Нарлекс-Д54 и коррозии СНПХ-6035 от массового содержания Нарлекс-Д54 в смеси при эффективности ингибирования от солеотложения, равной 50 (1), 60 (2) и 70 % (3)
при их концентрации в растворе более 10 мг/л. При меньших концентрациях смесь проявляет сильный антагонистический эффект. Другая область синергизма при массовом содержании Нарлекс-Д54 60 % в смеси с СНПХ-6035 характерна тем, что максимальный синергетический эффект проявляется уже при самой низкой из испытанных концентрации смеси– 5 мг/л, но постепенно снижается при повышении концентрации. В табл. 1 приведены характеристики смесей ингибиторов различных составов: эффективность смесей Эсм против солеотложения и эффект синергизма Эсм/Эа при разных концентрациях смеси в растворе. Из нее следует что, синергетические смеси ингибитора Нарлекс-Д54 с СНПХ-6035 более эффективны, чем с Азол С1-130. Для смеси ингибиторов Нарлекс-Д54 и СНПХ-6035 были рассчитаны удельные затраты на обработку среды против солеотложения, т.е. определена стоимость ингибиторной обработки 1000 м3 попутно добываемой воды (удельная стоимость) при различной эффективности инги-
бирования. Цена с НДС ингибитора солеотложения Нарлекс-Д54 импортного производства принималась равной 180 тыс. руб/т, а ингибитора коррозии СНПХ-6035 – 40 тыс. руб/т. Из рис. 3 видно, что минимальную удельную стоимость при эффективности ингибирования 50, 60 и 70 % имеет состав с массовым содержанием Нарлекс-Д54, равным 60 %. При сравнении стоимостных показателей (см. рис. 3) и величины синергизма в смесях (см. рис. 2, а и табл. 1) следует отметить, что наилучшие технико-экономические показатели имеют составы с наиболее высоким синергизмом: смеси с массовым содержанием Нарлекс-Д54, равным 20 и 60 %. Это совпадает с результатами, полученными при исследовании смесей ингибиторов солеотложения1. В табл. 2 приведены результаты испытаний защитных свойств ингибиторов при их концентрации в коррозионной среде 30 и 50 мг/л. Видно, что защитный антикоррозионный эффект у смеси НарлексД54:СНПХ-6035 (60:40 %) больше, чем у исходного ингибитора коррозии СНПХ-6035. Очевидно, данная смесь обладает синергетическим антикоррозионным эффектом. Смесь Нарлекс-Д54:СНПХ-6035 (20:80 %) при дозировке 30 мг/л имеет антагонистический эффект, поэтому необходимо дополнительно исследовать область концентраций, при которых эту смесь можно применять с использованием ее антикоррозионных свойств. Высокая эффективность защиты от солеотложения и коррозии смеси Нарлекс-Д54:СНПХ-6035 (60:40) позволяет расширить область применения этой композиции на те нефтепромысловые технологии, для которых проблема коррозии первична, а отложения солей вторична, например, в системе ППД. Выводы 1. Смеси ингибитора солеотложения Нарлекс-Д54 и ингибиторов коррозии СНПХ-6035, Азол С1-130 определенного состава в минерализованной воде обладают высоким синергетическим эффектом, что обеспечивает высокую эффективность защиты от солеотложения, сравнимую с эффективностью ингибитора солеотложения Нарлекс-Д54, смесей с массовым содержанием Нарлекс-Д54 не более 60 %. 2. Удельная стоимость обработки среды смесью ингибитора солеотложения Нарлекс-Д54 и ингибитора коррозии СНПХ-6035 в соотношении 20:80 и 60:40 % меньше соответственно в 1,5 и 1,7 раза по сравнению с аналогичным показателем Нарлекс-Д54 при защитном эффекте от солеотложения не менее 70 %. 3. Смесь ингибиторов солеотложения Нарлекс-Д54 и ингибитора коррозии СНПХ-6035 (60:40 %) обладает синергетическим антикоррозионным эффектом. Ее защитный эффект на 15-20 % превышает защитный эффект компонента смеси - ингибитора коррозии СНПХ-6035. Данную смесь можно применять для защиты от коррозии и солеотложения не только скважин, но и водоводов системы ППД. 4. Для эффективного использования синергетических смесей ингибиторов солеотложения и ингибиторов коррозии необходимо точно соблюдать их состав и концентрацию в обрабатываемой среде. Поэтому для реализации их комплексных свойств и достижения максимального технико-экономического эффекта рекомендуется применять смеси ингибиторов солеотложения и коррозии в технологии постоянной закачки реагентов в скважину или трубопровод с помощью дозировочных насосов.
1 Перекупка
А.Г., Елизарова Ю.С. Эффективность и перспективы применения многокомпонентных смесей ингибиторов солеотложения//Нефтяное хозяйство. - 2003.- № 6. - С. 82-84.
85