Мониторинг коррозийных повреждений НКТ на участках с высоким содержанием сероводорода

Содержание

Введение

Глава 1. Научно-технические аспекты обеспечения целостности скважинного оборудования

1.1. Опыт российских научно-исследовательских институтов в решении проблем сероводородной агрессии

1.2. Классификация и систематизация типов коррозионных повреждений НКТ по стандартам ГОСТ

1.3. Роль Федеральной службы по экологическому, технологическому и атомному надзору в контроле нефтегазовых объектов

Глава 2. Диагностика и мониторинг коррозионного состояния лифтовых колонн

2.1. Геологическая специфика района работ и её влияние на агрессивность добываемой смеси

2.2. Сравнительный анализ методов неразрушающего контроля и интерпретация данных геофизических исследований скважин

2.3. Оценка эффективности применения текущих ингибиторных программ на производственных участках

Глава 3. Оптимизация эксплуатации фонда скважин в условиях высокой концентрации сероводорода

3.1. Разработка алгоритма раннего обнаружения очагов коррозии с использованием автоматизированных систем управления

3.2. Выбор оптимального материального исполнения НКТ для минимизации рисков сульфидного растрескивания

3.3. Оценка влияния предлагаемых решений на промышленную безопасность и экологические показатели предприятия

Заключение

Список использованной литературы

ВЫПУСКНАЯ КВАЛИФИКАЦИОННАЯ РАБОТА

МОНИТОРИНГ КОРРОЗИЙНЫХ ПОВРЕЖДЕНИЙ НКТ НА УЧАСТКАХ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ СЕРОВОДОРОДА

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования обусловлена возрастающей долей месторождений углеводородов с осложненными условиями эксплуатации в структуре минерально-сырьевой базы Российской Федерации. По данным Роснедра, доля залежей с высоким содержанием сероводорода в добываемой продукции составляет свыше 18% от общего фонда разрабатываемых объектов, что предъявляет повышенные требования к надежности скважинного оборудования и промышленной безопасности производственных процессов. Насыщенные труднодоступные регионы Восточной Сибири, Оренбургской области, Астраханского свода и Прикаспийской впадины характеризуются аномально высокими концентрациями сероводорода в пластовых флюидах, достигающими 25-40% объемных, что создает экстремальные условия для эксплуатации насосно-компрессорных труб. Коррозионные процессы, инициируемые агрессивной средой, приводят к преждевременному выходу из строя лифтовых колонн, увеличению аварийности фонда скважин, существенным экономическим потерям и экологическим рискам.

Степень разработанности проблемы в отечественной науке характеризуется значительным вкладом российских научных школ и производственных институтов. Фундаментальные исследования механизмов сероводородной коррозии и водородного охрупчивания сталей проводились специалистами РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, ВНИИОЭНГ, ВНИИнефть, Института физической химии и электрохимии имени А.Н. Фрумкина РАН. Работы отечественных ученых заложили теоретическую основу понимания процессов сульфидного растрескивания под напряжением и разработки коррозионностойких материалов для нефтегазового комплекса. Вместе с тем, динамика изменения геолого-физических характеристик разрабатываемых залежей, внедрение новых технологий интенсификации добычи и ужесточение нормативных требований Ростехнадзора актуализируют необходимость совершенствования системы мониторинга технического состояния НКТ в условиях высокой коррозионной агрессивности среды.

Современные методы диагностики и прогнозирования коррозионного состояния скважинного оборудования требуют интеграции геофизических, лабораторных и расчетно-аналитических подходов с применением автоматизированных систем управления производством. Развитие цифровых технологий в нефтегазовой отрасли открывает возможности для создания интеллектуальных систем раннего обнаружения критических дефектов и оптимизации сроков проведения капитальных ремонтов скважин.

Цель выпускной квалификационной работы – разработка комплексной системы мониторинга коррозийных повреждений насосно-компрессорных труб на месторождениях с высоким содержанием сероводорода для повышения надежности эксплуатации фонда скважин и обеспечения промышленной безопасности производственных объектов.

Для достижения поставленной цели сформулированы следующие задачи:

• проанализировать опыт российских научно-исследовательских институтов в решении проблем сероводородной агрессии и систематизировать современные подходы к обеспечению целостности скважинного оборудования;
• выполнить классификацию типов коррозионных повреждений НКТ в соответствии с требованиями стандартов ГОСТ и нормативными документами Ростехнадзора;
• исследовать геологическую специфику района работ и определить факторы, влияющие на агрессивность добываемой смеси и интенсивность коррозионных процессов;
• провести сравнительный анализ методов неразрушающего контроля состояния НКТ и оценить эффективность применяемых ингибиторных программ;
• разработать алгоритм раннего обнаружения очагов коррозии с использованием автоматизированных систем управления технологическими процессами;
• обосновать выбор оптимального материального исполнения НКТ для минимизации рисков сульфидного растрескивания и оценить влияние предлагаемых решений на показатели промышленной безопасности.

Объектом исследования выступает фонд эксплуатационных скважин нефтегазового месторождения Оренбургской области с аномально высоким содержанием сероводорода в пластовом газе (до 37% объемных), разрабатываемого с применением насосно-компрессорных труб различного материального исполнения в условиях интенсивной коррозионной среды.

Предметом исследования являются процессы коррозионного разрушения насосно-компрессорных труб под воздействием сероводородсодержащих флюидов, методы диагностики технического состояния лифтовых колонн и система мониторинга коррозионных повреждений скважинного оборудования.

Методологическая база исследования включает теоретические основы физико-химических процессов сероводородной коррозии металлов, положения геологии нефти и газа, технологии разработки и эксплуатации месторождений углеводородов. В работе использованы методы неразрушающего контроля, геофизических исследований скважин, лабораторных испытаний коррозионной стойкости материалов, статистического анализа производственных данных. Нормативную основу составляют федеральные законы «О недрах», «О промышленной безопасности опасных производственных объектов», федеральные нормы и правила в области промышленной безопасности, стандарты ГОСТ по материалам НКТ и методам контроля, правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности.

Научная новизна работы заключается в систематизации факторов геологического и технологического характера, определяющих интенсивность коррозионного разрушения НКТ на конкретном месторождении с экстремальными концентрациями сероводорода, а также в разработке алгоритма комплексной оценки технического состояния лифтовых колонн с учетом динамики изменения состава добываемой продукции и режимов эксплуатации скважин.

Теоретическая значимость исследования состоит в углублении понимания механизмов коррозионного воздействия сероводородсодержащих сред на конструкционные стали скважинного оборудования в условиях многофакторного влияния геологических, гидродинамических и технологических параметров разработки месторождения.

Практическая значимость работы

…