NAFTA-GAZ, ROK LXXII, Nr 11 / Anticorrosive well protection equipment designed for pumping wastes and reservoir waters. Agnieszka Stachowicz

Podobne dokumenty
Wprowadzenie. Corrosion of underground well equipment and inhibitors protection effectiveness for the procedure of acidizing

Korozja rur wydobywczych odwiertów gazowych z zawartością CO 2

Inhibitorowa ochrona antykorozyjna dla urządzeń eksploatacyjnych i przesyłowych kopalni ropy naftowej i gazu ziemnego

Korozja rur w odwiertach oraz dobór ochrony inhibitowanej w płynach nadpakerowych

KLASYFIKACJI I BUDOWY STATKÓW MORSKICH

Badanie procesów dyfuzji i rozpuszczania się gazu ziemnego w strefie kontaktu z ropą naftową

Bogus³awa Fabia*, Danuta Bielewicz*, Agnieszka Stachowicz**

OCENA AGRESYWNOŚCI I KOROZJI WOBEC BETONU I STALI PRÓBKI WODY Z OTWORU NR M1 NA DRODZE DW 913

Evaluation of the effectiveness of chemical protection of metals against corrosion in selected natural gas processing plants

Schemat uzbrojenia odwiertu do zatłaczania gazów kwaśnych na złożu Borzęcin

ODWIERT GAZOWY SŁUŻĄCY DO PODZIEMNEGO MAGAZYNOWANIA GAZU ZIEMNEGO OCHRONA KATODOWA ODWIERTU

Sborník vědeckých prací Vysoké školy báňské Technické univerzity Ostrava monografie 15, rok 2005, ročník LI, řada hornicko-geologická

Wprowadzenie Metodyki badawcze

NAPRĘŻENIA ŚCISKAJĄCE PRZY 10% ODKSZTAŁCENIU WZGLĘDNYM PRÓBEK NORMOWYCH POBRANYCH Z PŁYT EPS O RÓŻNEJ GRUBOŚCI

KGZ Żuchlów. KGZ Żuchlów Stara Góra, Góra tel

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

Wpływ mikrocementu na parametry zaczynu i kamienia cementowego

Janusz Kośmider. Korozja rur w odwiertach naftowych

Badania środowiskowe związane z poszukiwaniem i rozpoznawaniem gazu z łupków

Analiza zagrożeń emisją biogazu na terenie po zrekultywowanym składowisku odpadów komunalnych w Krośnie

Wpływ promieniowania na wybrane właściwości folii biodegradowalnych

METODY BADAŃ I KRYTERIA ZGODNOŚCI DLA WŁÓKIEN DO BETONU DOŚWIADCZENIA Z BADAŃ LABORATORYJNYCH

BADANIA PORÓWNAWCZE PAROPRZEPUSZCZALNOŚCI POWŁOK POLIMEROWYCH W RAMACH DOSTOSOWANIA METOD BADAŃ DO WYMAGAŃ NORM EN

Raport z badań dotyczący

Conception of reuse of the waste from onshore and offshore in the aspect of

Projekty infrastruktury naziemnej dla zagospodarowania złóż ropy i gazu ziemnego z zastosowaniem komputerowych obliczeń procesowych

Strona główna Oczyszczanie wody i gruntu Badania zanieczyszczenia gruntu i wody Zapewniamy jakość badania zanieczyszczeń gruntów i wód gruntowych

SurTec 609 Zetacoat. rewolucyjny system pasywacji powierzchni wszelkich metali przed malowaniem

KOROZYJNO - EROZYJNE ZACHOWANIE STALIWA Cr-Ni W ŚRODOWISKU SOLANKI

Symulacyjne modelowanie procesu konwersji złoża na PMG i regularnej jego pracy, z udziałem CO 2 jako gazu buforowego

PROBLEMY KOROZJI PRZY ZATŁACZANIU WYKORZYSTANYCH WÓD TERMALNYCH

KOROZJA KATASTROFALNA W ATMOSFERACH NAWĘGLAJĄCYCH

Romuald Radwan*, Janusz Wandzel* TESTY PRODUKCYJNE PO CZONE ZE WSTÊPNYM ODSIARCZANIEM SUROWEJ ROPY NAFTOWEJ NA Z O U LGM

Andrzej Janocha*, Teresa Steliga*, Dariusz Bêben* ANALIZA BADAÑ NIEKTÓRYCH W AŒCIWOŒCI ROPY NAFTOWEJ ZE Z O A LMG

ZMIENNOŚĆ SORPCYJNOŚCI BETONU W CZASIE

Rozpuszczalność CO 2 i rodzimych gazów ziemnych w solance złożowej

Wpływ podziemnego magazynowania gazu na efektywność eksploatacji złóż w PGNiG SA, Odział w Sanoku

Wpływ gęstości medium na ciśnienie wyjściowe reduktora średniego ciśnienia

ODPORNOŚĆ KOROZYJNA STALI 316L W PŁYNACH USTROJOWYCH CZŁOWIEKA

korozyjna stopu tytanu roztworach ustrojowych w warunkach stanu zapalnego

Technologia. Praca magazynu gazu charakteryzuje się naprzemiennie występującymi cyklami zatłaczania i odbioru gazu.

WYSTĘPOWANIE METANU W POKŁADACH WĘGLA BRUNATNEGO. 1. Wstęp. 2. Metodyka wykonania badań laboratoryjnych próbek węgla na zawartość metanu

Pytania (w formie opisowej i testu wielokrotnego wyboru) do zaliczeń i egzaminów

Analiza wpływu zastosowania otworów typu slim hole na opłacalność eksploatacji niekonwencjonalnych złóż mioceńskich

Zadanie: 1 (1pkt) Zadanie: 2 (1 pkt)

Boryszew Spółka Akcyjna Oddział Boryszew ERG w Sochaczewie

Problemy stabilizacji węglowodorów podczas zabiegów kwasowania

Identyfikacja potencjalnych zagrożeń dla efektywności zabiegów kwasowania

Parametry PMG Strachocina osiągnięte w pierwszym cyklu eksploatacji magazynu, po rozbudowie pojemności czynnej zakończonej w 2011 r.

Budowa prototypu aparatury do prowadzenia reakcji pod zwiększonym ciśnieniem (10 barów).

ARKUSZ EGZAMINACYJNY ETAP PRAKTYCZNY EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE CZERWIEC 2010

Gospodarka odpadami wydobywczymi z punktu widzenia organów nadzoru górniczego

Emisje hałasu w górnictwie nafty i gazu kopalnie

Gaz łupkowy niekonwencjonalne źródło energii

METODYKA BADAŃ WYZNACZANIA ODPORNOŚCI NA KOROZJĘ NAPRĘŻENIOWĄ ELEMENTÓW Z TWORZYW POLIMEROWYCH

Zagospodarowanie odpadów wiertniczych w aspekcie ochrony środowiska naturalnego

BADANIA POKRYWANIA RYS W PODŁOŻU BETONOWYM PRZEZ POWŁOKI POLIMEROWE

MAGDALENA CZARNA, URSZULA KOŁODZIEJCZYK *, SYLWIA LITWINOWICZ

Andrzej Gonet*, Aleksandra Lewkiewicz-Ma³ysa*, Jan Macuda* ANALIZA MO LIWOŒCI ZAGOSPODAROWANIA WÓD MINERALNYCH REJONU KROSNA**

Wyższa Szkoła Inżynierii Dentystycznej w Ustroniu

ZAGROŻENIA NATURALNE W OTWOROWYCH ZAKŁADACH GÓRNICZYCH

... imię i nazwisko,nazwa szkoły, miasto

W³adys³aw Duliñski*, Czes³awa Ewa Ropa*

Wpływ szkła wodnego potasowego na parametry zaczynów cementowo-lateksowych

Zabezpieczanie żelaza przed korozją pokryciami. galwanicznymi.

ZNACZENIE POWŁOKI W INŻYNIERII POWIERZCHNI

Zatwierdzam do stosowania od dnia

Charakterystyka przedsięwzięcia pn. Zagospodarowanie odwiertów Mirocin 63, 64 KGZ Mirocin

Temat: Badanie Proctora wg PN EN

NAFTA-GAZ październik 2009 ROK LXV

Ochrona powierzchni determinantem rozwoju przemysłu wydobywczego. Piotr Wojtacha Wiceprezes Wyższego Urzędu Górniczego

KOROZJA KATASTROFALNA W ATMOSFERACH NAWĘGLAJĄCYCH

Zatwierdzam do stosowania od dnia

AGRESYWNOŚĆ KOROZYJNA ŚRODKÓW OCHRONY DREWNA PRZED KOROZJĄ BIOLOGICZNĄ I OGNIEM WOBEC ŁĄCZNIKÓW MECHANICZNYCH DO KONSTRUKCJI DREWNIANYCH

Analiza porównawcza sposobu pomiaru jakości spalania gazu w palnikach odkrytych

Mgr inż. Marta DROSIŃSKA Politechnika Gdańska, Wydział Oceanotechniki i Okrętownictwa

DSR-II Poznań, dnia 4 marca 2015 r. za dowodem doręczenia DECYZJA

Analiza możliwości wykorzystania wyników systemu monitoringu jakości gazu do weryfikacji obszarów rozliczeniowych ciepła spalania

Gaz ziemny eksploatowany ze złóż Kościan S, Brońsko i Łęki jest gazem zaazotowanym ze znaczną zawartością CO 2

Wstępne przygotowanie próbek o skomplikowanej matrycy do badań metodą chromatografii jonowej

Wprowadzenie... 9 Akty normatywne CZĘŚĆ 1 OGÓLNE WYMAGANIA W ZAKRESIE BEZPIECZEŃSTWA I HIGIENY PRACY... 23

O co pytają mieszkańcy lokalnych społeczności. i jakie mają wątpliwości związane z wydobyciem gazu łupkowego.

MECHANIKA KOROZJI DWUFAZOWEGO STOPU TYTANU W ŚRODOWISKU HCl. CORROSION OF TWO PHASE TI ALLOY IN HCl ENVIRONMENT

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2019 CZĘŚĆ PRAKTYCZNA

KOMPUTEROWE MODELOWANIE I OBLICZENIA WYTRZYMAŁOŚCIOWE ZBIORNIKÓW NA GAZ PŁYNNY LPG

Analiza możliwości zwiększenia stopnia sczerpania zasobów złóż ropy naftowej w Polsce*

2. Stan gospodarki odpadami niebezpiecznymi w regionie Polski Południowej

Jerzy Stopa*, Stanis³aw Rychlicki*, Pawe³ Wojnarowski* ZASTOSOWANIE ODWIERTÓW MULTILATERALNYCH NA Z O ACH ROPY NAFTOWEJ W PÓ NEJ FAZIE EKSPLOATACJI

Zaczyny cementowe do uszczelniania kolumn rur okładzinowych w podziemnych magazynach gazu

Warter Fuels S.A. Benzyna lotnicza WA UL 91 wyd. IX

KRYTERIA OCEN Z FIZYKI DLA KLASY I GIMNAZJUM

Woltamperometryczne oznaczenie paracetamolu w lekach i ściekach

Stacja Uzdatniania Wody w Oleśnie

PODSTAWA PROGRAMOWA KSZTAŁCENIA W ZAWODZIE GÓRNIK EKSPLOATACJI OTWOROWEJ SYMBOL CYFROWY 811[01]

Analiza wpływu wytworzenia zapasu obowiązkowego na koszt świadczenia usług magazynowych

Analiza zmiany objętości węglowodorów gromadzonych w danej strukturze w czasie geologicznym z wykorzystaniem modelowania PetroCharge

ZALEŻNOŚĆ WSPÓŁCZYNNIKA DYFUZJI WODY W KOSTKACH MARCHWI OD TEMPERATURY POWIETRZA SUSZĄCEGO

Janusz Kośmider. Zjawiska przepływowe w odwiertach naftowych

Specyfikacja techniczna wykonania i odbioru hydroizolacji z wykorzystaniem środka PENETRON ADMIX

EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE W ZAWODZIE Rok 2017 ZASADY OCENIANIA

Transkrypt:

NAFTA-GAZ, ROK LXXII, Nr 11 / 2016 DOI: 10.18668/NG.2016.11.07 Agnieszka Stachowicz Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy Zabezpieczenie antykorozyjne instalacji napowierzchniowej i uzbrojenia wgłębnego odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych i wody złożowej 1 W artykule przedstawiono wyniki badań mających na celu dobór odpowiedniego zabezpieczenia antykorozyjnego wyposażenia odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych i wody złożowej. Przed wykonaniem badań: zostały wytypowane roztwory korozyjne na podstawie przeglądu rodzajów cieczy odpadowych i wód złożowych przeznaczonych do zatłaczania, określono odmiany wytrzymałościowe stali wchodzących w skład wyposażenia odwiertów do zatłaczania cieczy odpadowych, wytypowano inhibitory korozji oraz ustalono warunki prowadzenia testów. Badania obejmowały: ocenę wpływu zatłaczanych cieczy odpadowych na wyposażenie wgłębne i rurociągi napowierzchniowe, testy korozyjne próbek stalowych z użyciem poszczególnych inhibitorów korozji (porównanie skuteczności wytypowanych inhibitorów między sobą) oraz dobór optymalnej dawki najbardziej skutecznych inhibitorów. Słowa kluczowe: szybkość korozji, inhibitory korozji, ochrona antykorozyjna. Anticorrosive well protection equipment designed for pumping wastes and reservoir waters In this article are presented results of research to determine adequate corrosion protection for oil wells designed for pumping wastes and reservoir waters. The corrosion solutions were selected after reviewing the types of wastes and reservoir waters intended for pumping. The author chose corrosion inhibitors and the variations of steel characterized by different mechanical strength which comprises well equipment. Conditions of corrosion tests were determined as well. Then the author did estimation of the influence of pumping wastes, on surface and underground well equipment and performed tests for the effectiveness of corrosion inhibitors (comparison of their performance) on metal coupons, to determine the adequate quantity of the inhibitors for the best corrosion protection. Key words: corrosion rate, corrosion inhibitors, anticorrosive protection. Wprowadzenie Celem przeprowadzonych badań był dobór odpowiedniego zabezpieczenia antykorozyjnego wyposażenia odwiertów dwóch kopalni (K, T) przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych i wody złożowej. Praca składała się z dwóch etapów. Pierwszy z nich obejmował następujące zadania: wytypowanie roztworów korozyjnych do testów na podstawie przeglądu rodzajów cieczy odpadowych i wód złożowych przeznaczonych do zatłaczania, określenie odmian wytrzymałościowych stali wchodzących w skład wyposażenia odwiertów do zatłaczania cieczy odpadowych, 1 Artykuł przedstawiony jako poster na Międzynarodowej Konferencji Naukowo-Technicznej GEOPETROL 2012. 939

NAFTA-GAZ wytypowanie inhibitorów korozji przeznaczonych do badań (z pomocą wiodących firm na rynku), ustalenie warunków testów (badania korozyjne w symulowanych warunkach rzeczywistych). Powyższe punkty stanowiły wstępny zakres prac niezbędnych do zaplanowania dalszych działań, w szczególności właściwych testów korozyjnych mających na celu dobór skutecznego zabezpieczenia antykorozyjnego. Drugi etap pracy obejmował następujące testy laboratoryjne: badania i ocenę wpływu zatłaczanych odpadów na wyposażenie wgłębne i rurociągi napowierzchniowe, testy korozyjne próbek stalowych z użyciem poszczególnych inhibitorów korozji (porównanie skuteczności wytypowanych inhibitorów między sobą), dobór optymalnej dawki w przypadku najbardziej skutecznych inhibitorów [4]. Metodyka badań W kopalni T wytypowano dwa odwierty przeznaczone do zatłaczania cieczy odpadowych: T-21 i T-33. Natomiast w kopalni K do zatłaczania odpadów przeznaczono odwierty K-22 i K-8. Wytypowanie roztworów korozyjnych Koncesja na podziemne składowanie w kopalni T obejmowała tylko wody złożowe. W momencie doboru ochrony do odwiertów zatłaczane były wody złożowe o ph około 6, solanki (mineralizacja około 100 g/dm 3 Cl ) zawierające fenole. Ciecze odpadowe gromadzone są we wspólnym zbiorniku, z którego odprowadzane są do wyżej wymienionych odwiertów. Do badań zastosowano mieszaninę dwóch wód złożowych pobraną ze zbiornika, określaną w dalszej części opracowania jako woda złożowa T. Koncesja na podziemne składowanie odpadów kopalni K obejmowała odpady powstające przy poszukiwaniu, wydobywaniu, fizycznej i chemicznej przeróbce rud oraz innych kopalin (wody złożowe pochodzące z różnych złóż węglowodorów, płuczki wiertnicze i inne odpady wiertnicze), a także odpady z przeróbki ropy naftowej, oczyszczania gazu ziemnego oraz pirolitycznej przeróbki węgla. W momencie doboru ochrony zatłaczane były wody złożowe z 7 ośrodków. Są to wody o ph około 6 6,5, solanki (mineralizacja około 60 g/dm 3 Cl ) zawierające fenole, sporadycznie zdarzają się również ciecze poreakcyjne, np. po zabiegu kwasowania czy płukania odwiertów. Do badań pobrano ze zbiornika mieszaninę wód złożowych (określaną w dalszej części jako woda złożowa K) oraz jedną ciecz poreakcyjną po kwasowaniu odwiertu, jako odpad najbardziej niebezpieczny dla wyposażenia odwiertów. Ciecz poreakcyjna w dalszej części określana jest terminem ciecz po kwasowaniu K [1, 3, 4]. Określenie gatunków stali poddawanych badaniom Odwiert T-21, o głębokości 1829 m, posiadał wymienioną instalację wgłębną wykonaną w większości ze stali gatunku N-80, natomiast instalacja napowierzchniowa, długości 302 m, zaplanowana była do wykonania z gatunku L-290 NB. Odwiert T-33, o głębokości 2514 m, posiadał wymienioną instalację wgłębną wykonaną w większości ze stali gatunku J-55, natomiast instalacja napowierzchniowa, która powstała w latach 70. XX w. ze stali gatunku R-35, o długości 1698 m, nie była przewidziana do wymiany. Odwiert K-22, o głębokości 990 m, posiadał wymienioną instalację wgłębną, wykonaną w większości ze stali gatunku J-55, natomiast instalacja napowierzchniowa, o długości 1500 m, również po wymianie, wykonana była ze stali gatunku L-360 NB. W odwiercie K-8, o głębokości 960 m, instalacja wgłębna przewidziana jest do wymiany, w której wykorzystana będzie stal gatunku J-55, natomiast instalacja napowierzchniowa, o długości 20 m, została wymieniona i do jej wykonania użyto stali gatunku L-360 NB. Po określeniu odmian wytrzymałościowych stali wchodzących w skład wyposażenia odwiertów do zatłaczania odpadów ustalono, że testy korozyjne będą prowadzone dla gatunków stali N-80, J-55, L-290 NB, L-360 NB, R-35 [4]. Wytypowanie inhibitorów Z prośbą o propozycje najbardziej odpowiednich inhibitorów do zabezpieczenia antykorozyjnego wyżej wymienionych odwiertów zwrócono się do pięciu firm działających na rynku. Większość z nich odpowiedziała pozytywnie na zapytanie i wytypowała inhibitory do badań, w wyniku czego w testach korozyjnych zastosowano środki oznaczone następującymi symbolami: C-4, W-1, T-0, T-2, H, K. Początkową dawkę inhibitorów dobrano na poziomie 0,2% objętościowo na podstawie własnych doświadczeń, konsultując je z zaleceniami producentów [2, 4]. Ustalenie warunków prowadzenia testów Warunki prowadzenia testów korozyjnych ustalono na podstawie analizy warunków rzeczywistych panujących podczas zatłaczania cieczy odpadowych, przy czym uwzględniono fakt, że największe zagrożenie procesami korozyjnymi występuje w najwyższym przedziale temperaturowym. Temperatury w instalacji napowierzchniowej w zależności 940 Nafta-Gaz, nr 11/2016

0 0 artykuły od pory roku znajdują się w przedziale od 30 C do +30 C, natomiast w instalacji wgłębnej temperatura może dochodzić maksymalnie do 50 C. Panujące ciśnienia są stosunkowo niskie i zawierają się w przedziale od 1,5 MPa do 6,5 MPa. Na podstawie wyżej przedstawionych danych ustalono, że testy będą prowadzone pod ciśnieniem atmosferycznym, w temperaturach 20 C dla gatunków stali L-290 NB, L-360 NB i R-35 oraz 50 C dla gatunków stali N-80 i J-55. Czas trwania jednego testu wynosił 720 h (30 dni). Badania przeprowadzono zgodnie z normami: ASTM G1-03, ASTM G31-72 (2004), ASTM G111-97 (2006), NACE Standard TM0169-2000, PN-76/H-04601, PN-76/H-04602, PN-78/H-04610 [5 11]. Test polegał na umieszczeniu trzech kuponów wykonanych z określonego gatunku stali w każdym badanym medium korozyjnym i utrzymaniu ustalonych warunków ciśnienia i temperatury przez cały okres trwania badania. W celu wygładzenia i ujednolicenia powierzchnię próbki przed testem szlifowano na papierach ściernych, czyszczono, odtłuszczano, suszono i ważono z dokładnością 0,0001 g. Po zakończeniu badań kupony odtłuszczono, oczyszczono chemicznie oraz zważono z dokładnością 0,0001 g. Szybkość korozji obliczono na podstawie ubytków masy. W wyżej wymienionych warunkach należy spodziewać się przede wszystkim wystąpienia korozji równomiernej, możliwe jest również pojawienie się korozji wżerowej. W początkowym etapie realizacji pracy przeprowadzone zostały badania mające na celu ocenę wpływu zatłaczanych cieczy odpadowych na wyposażenie wgłębne odwiertów i rurociągi doprowadzające. Wyniki testów przedstawiono na rysunku 1. Szybkość korozji I [mm/rok] woda złożowa T stal R 35 woda złożowa T stal L 290 NB woda złożowa K stal L 360 NB ciecz po kwasowaniu K stal L 360 NB woda złożowa T stal N 80 woda złożowa T stal J 55 woda złożowa K stal J 55 ciecz po kwasowaniu K stal J 55 0,0444 0,0419 0,0476 0,0574 Instalacja napowierzchniowa (test w 20ºC) Szybkość korozji gatunków stali, z których wykonano instalacje napowierzchniowe odwiertów, w wodach złożowych w 20 C wynosi około 0,045 mm/rok. W przypadku cieczy kwasującej szybkość korozji zbliża się do wartości 0,06 mm/rok, natomiast szybkość korozji stali instalacji wgłębnej odwiertów kopalni T w wodzie złożowej w 50 C wynosi około 0,05 mm/rok. W wodzie złożowej K korozja badanej stali postępuje szybciej, bo w tempie 0,08 mm/rok. Najbardziej korozyjnym środowiskiem okazała się, zgodnie z przewidywaniami, ciecz po kwasowaniu, w której tempo Badania laboratoryjne 0,0475 0,0508 0,0808 Instalacja wgłębna (test w 50ºC) Rys. 1. Szybkość korozji poszczególnych gatunków stali wyposażenia napowierzchniowego i wgłębnego odwiertów kopalni T i K 2,4213 korozji w temperaturze 50 C jest około 40-krotnie wyższe niż w wodach złożowych i wynosi 2,4 mm/rok [4]. Przy porównaniu odporności korozyjnej stali między sobą nieznacznie lepsze wyniki zanotowano dla odmian L-290 NB oraz N-80. Rezultaty przeprowadzonych testów wykazały, że badane ciecze odpadowe są środowiskami korozyjnymi stwarzającymi co najmniej średnie zagrożenie dla wyposażenia odwiertów i konieczne jest zastosowanie ochrony inhibitorowej. W następnej kolejności wykonano testy skuteczności ochronnej poszczególnych inhibitorów korozji. Badania początkowe pozwoliły na wyłonienie inhibitorów zapewniających najlepszą ochronę wyposażenia odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych. Przeprowadzono także badania w wodzie destylowanej, mające być odnośnikiem poziomu szybkości korozji w ocenie skuteczności jej zapobiegania przez dobierane inhibitory. Rezultaty przykładowych testów korozyjnych przedstawiono na rysunkach 2 i 5. Na podstawie wyników testów początkowych dokonano porównania ochrony antykorozyjnej poszczególnych inhibitorów korozji i wytypowano najbardziej skuteczne [4]. Dla ochrony uzbrojenia odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych w kopalni T środkami zapewniającymi największą ochronę okazały się inhibitory W-1 oraz H. Spośród wszystkich testowanych środków z nimi uzyskiwano najlepsze wyniki zarówno w przypadku instalacji napowierzchniowej (test w 20 C), jak i wgłębnej (test w 50 C). Nafta-Gaz, nr 11/2016 941

NAFTA-GAZ Szybkość korozji I [mm/rok] 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 woda destylowana bez inhibitora C 4 W 1 T 0 T 2 H K N 80 J 55 Gatunki stali Rys. 2. Szybkość korozji gatunków stali N-80 i J-55 w środowisku wody złożowej T z użyciem 6 inhibitorów korozji w temperaturze 50 C Inhibitory W-1, H, C-4, T-0 poddano dalszym testom, mającym na celu dobór najmniejszej najbardziej skutecznej dawki do zastosowania. Oprócz dawki 0,2% obj. stosowanej w badaniach wstępnych użyto dawki 0,3% i 0,4% obj. Wyniki przykładowych testów doboru dawki przedstawiono na rysunku 5. Testy doboru objętości środka pozwoliły na wytypowanie najbardziej skutecznego stężenia inhibitorów poddanych badaniom. Umożliwiły także ostateczny wybór najlepszego inhibitora do ochrony instalacji odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych. Szybkości korozji badanych gatunków stali z zastosowaniem inhibitorów W-1 i H wynosiły około 0,0150 mm/rok dla 20 C i około 0,0420 mm/rok dla 50 C. W przypadku stali instalacji napowierzchniowej były to wartości dwukrotnie mniejsze niż w roztworach testowych bez zastosowania ochrony antykorozyjnej. Natomiast dla stali instalacji wgłębnej szybkość korozji w wyniku użycia inhibitorów zmniejszyła się o około 30%. Korozja stali przy zastosowaniu najlepszych inhibitorów postępowała także nieznacznie wolniej niż w kontrolnych testach w wodzie destylowanej. Ogólnie skuteczność ochrony antykorozyjnej poszczególnych inhibitorów nie różniła się znacząco. Rozbieżności wynosiły około 0,01 mm/rok [4]. Do ochrony uzbrojenia odwiertów przeznaczonych do zatłaczania odpadów w kopalni K najlepsze okazały się inhibitory C-4, W-1, T-0. Wszystkie badane środki w większości przypadków osiągają porównywalne wyniki, jednak dla rur wydobywczych (test w 50 C) oraz w cieczy kwasującej wytypowane inhibitory zapewniają lepszą ochronę od pozostałych. Szybkość korozji badanych gatunków stali z zastosowaniem C-4, W-1 i T-0 wynosiła około 0,02 0,04 mm/rok w wodzie złożowej oraz od 0,05 mm/rok (20 C) do około 0,6 mm/rok (50 C) w cieczy poreakcyjnej po kwasowaniu. Były to wartości kilkakrotnie mniejsze niż w roztworach testowych bez wykorzystania ochrony antykorozyjnej. Szybkość korozji stali z zastosowaniem badanych inhibitorów była także w większości przypadków porównywalna z szybkością korozji w kontrolnym teście w wodzie destylowanej [4]. Korozja kuponów stalowych poddanych badaniom miała charakter równomierny, nie zaobserwowano korozji wżerowej. Zdjęcia przykładowych próbek przedstawiają rysunki 3 i 4. Rys. 3. Zdjęcie próbek stali gatunku J-55 poddanych działaniu cieczy po kwasowaniu K bez dodatku inhibitora w 50 C Rys. 4. Zdjęcie mikroskopowe (powiększenie około 50 ) powierzchni próbki stali gatunku J-55 poddanej działaniu cieczy poreakcyjnej po kwasowaniu K bez dodatku inhibitora w 50 C Dawki inhibitorów W-1 i H, wstępnie wybranych do zastosowania w kopalni T, we wszystkich przypadkach są równe 0,4%. 942 Nafta-Gaz, nr 11/2016

artykuły Zwiększenie dawki inhibitora z 0,2% (użyta w testach wstępnych) do 0,4% poprawia skuteczność ochrony antykorozyjnej o 30%, a niekiedy nawet o 60%. Do zastosowania w kopalni T najbardziej skuteczny jest inhibitor H, szczególnie w przypadku rur napowierzchniowych, gdyż zapewnia 5-krotnie lepszą ochronę niż W-1. Szybkość korozji stali instalacji napowierzchniowej przy dawce 0,4% inhibitora H wynosiła około 0,003 mm/rok. Jest to wartość 14-krotnie mniejsza od szybkości korozji bez zastosowania ochrony inhibitorowej [4]. Natomiast w instalacji wgłębnej obydwa inhibitory zapewniają porównywalną ochronę. Szybkość korozji stali instalacji wgłębnych przy dawce inhibitora 0,4% wynosi około 0,025 mm/rok. To wartość ponad dwukrotnie mniejsza niż bez zastosowania ochrony inhibitorowej. Szybkość korozji I [mm/rok] 0,07 0,06 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 C 4 0,2% C 4 0,3% C 4 0,4% W 1 0,2% W 1 0,3% W 1 0,4% T 0 0,2% T 0 0,3% T 0 0,4% woda złożowa K ciecz po kwasowaniu K Roztwory testowe Rys. 5. Szybkość korozji stali gatunku L-360 NB w środowisku wody złożowej K i cieczy poreakcyjnej po kwasowaniu K z użyciem inhibitorów korozji C-4, W-1, T-0 w różnych dawkach w temperaturze 20 C W przypadku inhibitorów C-4, W-1 i T-0, wybranych do dalszych testów z przeznaczeniem do zastosowania w kopalni K, dawką najbardziej skuteczną również okazało się stężenie 0,4%. Szybkość korozji badanych stali w wyniku zwiększenia stężenia do 0,4% zmniejszyła się o 20%, a niekiedy o 60%. Najbardziej skutecznym inhibitorem jest C-4, co szczególnie uwidacznia się w przypadku rur w środowisku cieczy poreakcyjnej po kwasowaniu. W środowisku wody złożowej wszystkie badane inhibitory zapewniają porównywalną ochronę antykorozyjną instalacji. Szybkość korozji stali instalacji napowierzchniowej przy dawce inhibitora C-4 równej 0,4% wynosi od około 0,012 mm/rok w wodzie złożowej do 0,038 mm/rok w cieczy poreakcyjnej po kwasowaniu. Jest to wartość odpowiednio 4- i 2-krotnie mniejsza niż bez zastosowania ochrony inhibitorowej. W przypadku stali instalacji wgłębnej szybkość korozji w wodzie złożowej po zastosowaniu wszystkich 3 inhibitorów jest zbliżona i wynosi około 0,03 mm/rok (prawie 3-krotnie mniej niż bez ochrony inhibitorowej). Natomiast w środowisku cieczy kwasującej zdecydowanie najlepsze wyniki osiągnięto dzięki środkowi C-4. Szybkość korozji wynosi w tym przypadku około 0,1 mm/rok i niewiele różni się dla poszczególnych dawek. Wynik ten jest ponad 20-krotnie lepszy niż bez ochrony inhibitorowej. Ogólnie środowisko pracy instalacji odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych jest bardziej korozyjne w kopalni K, co jest zrozumiałe z racji faktu, iż w kopalni T zatłaczane są tylko wody złożowe [4]. Wytypowane inhibitory powinny być dozowane (dawka 0,4% w stosunku do ilości zatłaczanych odpadów) do zbiorników czystych (po przejściu odpadów przez osadnik i filtry), w sposób zapewniający wymieszanie i zapobiegający osadzaniu się inhibitora na dnie, lub bezpośrednio za tym zbiornikiem, na wyjściu cieczy odpadowych do instalacji napowierzchniowych. Wnioski 1. Wyniki przeprowadzonych testów wykazały, że badane ciecze odpadowe są środowiskami korozyjnymi stwarzającymi co najmniej średnie zagrożenie dla wyposażenia odwiertów, a w związku z tym konieczne jest zastosowanie ochrony inhibitorowej. 2. Środowisko pracy instalacji odwiertów przeznaczonych do zatłaczania cieczy odpadowych jest bardziej korozyjne w kopalni K, co jest zrozumiałe z racji faktu, iż w kopalni T zatłaczane są tylko wody złożowe. 3. Szybkość korozji gatunków stali, z których wykonane są instalacje napowierzchniowe, bez wykorzystania ochrony inhibitorowej wynosi około 0,0450 mm/rok w wodach złożowych oraz 0,08 mm/rok w cieczy po kwasowaniu. 4. Szybkość korozji gatunków stali, z których wykonane są instalacje wgłębne bez wykorzystania ochrony inhibitorowej wynosi około 0,0500 mm/rok w wodach złożowych oraz 2,4 mm/rok w cieczy po kwasowaniu. Nafta-Gaz, nr 11/2016 943

NAFTA-GAZ 5. Inhibitorem wytypowanym do zastosowania w kopalni T jest środek H w dawce 0,4% w stosunku do ilości zatłaczanych cieczy odpadowych. 6. Użycie środka H w dawce 0,4% obniża szybkość korozji do wartości około 0,003 mm/rok w instalacji napowierzchniowej i do 0,025 mm/rok w instalacji wgłębnej. 7. Inhibitorem wytypowanym do zastosowania w kopalni K jest C-1 w dawce 0,4% w stosunku do ilości zatłaczanych cieczy odpadowych. 8. Użycie środka C-1 w dawce 0,4% obniża szybkość korozji w wodzie złożowej do wartości około 0,012 mm/rok w instalacji napowierzchniowej i do około 0,03 mm/rok w instalacji wgłębnej. 9. Użycie środka C-1 w dawce 0,4% obniża szybkość korozji w cieczy po kwasowaniu do 0,0380 mm/rok w instalacji napowierzchniowej i do około 0,1000 mm/rok w instalacji wgłębnej. 10. Korozja kuponów stalowych poddanych badaniom miała charakter równomierny, nie zaobserwowano korozji wżerowej. 11. Wytypowane inhibitory powinny być dozowane do zbiorników czystych (po przejściu odpadów przez osadnik i filtry), w sposób zapewniający wymieszanie i zapobiegający osadzaniu się inhibitora na dnie, lub bezpośrednio za tym zbiornikiem, na wyjściu cieczy odpadowych do instalacji napowierzchniowych. Prosimy cytować jako: Nafta-Gaz 2016, nr 11, s. 939 944, DOI: 10.18668/NG.2016.11.07 Artykuł nadesłano do Redakcji 6.07.2016 r. Zatwierdzono do druku 18.10.2016 r. Artykuł powstał na podstawie pracy badawczej pt. Zabezpieczenie antykorozyjne instalacji i uzbrojenia wgłębnego odwiertów przeznaczonych do zatłaczania odpadów i wody złożowej praca INiG PIB na zlecenie PGNiG SA, nr umowy 266/DOK/2007, nr zlecenia 677/DOK. Literatura [1] Krasińska A., Król A.: Ocena szkodliwości odpadów wydobywczych w świetle obowiązujących wymagań prawnych na przykładzie odpadów wytwarzanych podczas konwencjonalnego poszukiwania węglowodorów. Nafta-Gaz 2012, nr 12, s. 1170 1175. [2] Stachowicz A.: Inhibitorowa ochrona antykorozyjna dla urządzeń eksploatacyjnych i przesyłowych kopalni ropy naftowej i gazu ziemnego. Nafta-Gaz 2010, nr 3, s. 197 202. [3] Stachowicz A.: Korozja wyposażenia wgłębnego oraz skuteczność ochrony inhibitorowej podczas kwasowania odwiertów. Nafta-Gaz 2009, nr 6, s. 469 473. [4] Stachowicz A.: Zabezpieczenie antykorozyjne instalacji i uzbrojenia wgłębnego odwiertów przeznaczonych do zatłaczania odpadów i wody złożowej. Praca INiG PIB na zlecenie PGNiG SA, Krosno 2008. Akty prawne i normatywne [5] ASTM G1-03 Standard Practice for Preparing, Cleaning and Evaluating Corrosion Test Specimens. [6] ASTM G111-97 (2006) Standard Guide for Corrosion Tests in High Temperature or High Pressure Environment, or Both. [7] ASTM G31-72 (2004) Standard Practice for Laboratory Immersion Corrosion Testing of Metals. [8] NACE Standard TM0169-2000 Item No. 21200 Laboratory Corrosion Testing of Metals. [9] PN-76/H-04601 Korozja metali. Badanie laboratoryjne w cieczach i roztworach w temperaturze otoczenia. [10] PN-76/H-04602 Korozja metali. Badanie laboratoryjne w cieczach i roztworach w temperaturze podwyższonej. [11] PN-78/H-04610 Korozja metali. Metody oceny badań korozyjnych. Mgr inż. Agnieszka Stachowicz Starszy specjalista badawczo-techniczny w Zakładzie Symulacji Wydobycia Węglowodorów. Instytut Nafty i Gazu Państwowy Instytut Badawczy ul. Lubicz 25 A 31-503 Kraków E-mail: agnieszka.stachowicz@inig.pl 944 Nafta-Gaz, nr 11/2016