Общая характеристика коррозии металлов

Коррозия — это процесс, вызывающий разрушение металла или изменение его свойств в результате химического или электрохимического воздействия окружающей среды.

В нефтепромысловом оборудовании в основном наблюдается электрохимическая коррозия — окисление металлов электропроводимых средах, сопровождающееся образованием электрического тока.

Термин «электрохимическая коррозия» объединяет коррозионные процессы следующих видов:

• коррозия в электролитах — коррозия металлов в жидких средах, проводящих электрический ток (вода, растворы кислот, щелочей, солей);
• почвенная коррозия — коррозия подземных металлических сооружений под воздействием почвенного электролита;
• электрокоррозия — коррозия металлических сооружений вод под воздействием блуждающих токов;
• атмосферная коррозия — коррозия металлов в атмосфере воздуха или другого газа, содержащего пары воды;
• биокоррозия — коррозия, вызванная жизнедеятельностью микроорганизмов, вырабатывающих вещества, ускоряющие коррозионные процессы;
• контактная коррозия — коррозия металлов в присуствии воды, вызванная непосредственным контактом двух металлов.

На характер и скорость коррозии подземного и наземного нефтепромыслового оборудования оказывают влияние факторы, связанные как с природой добываемой продукции, так и с условиями эксплуатации месторождений. К наиболее важным факторам следует отнести:

• состав и свойства нефти и извлекаемой вместе с ней пластовой воды, содержание сероводорода, кислорода, водорода и диоксида углерода;
• состав и свойства нефтяного газа и содержание в нём воды и коррозионно-активных примесей (сероводорода, диоксида углерода и др.);
• соотношение фаз нефти и воды и характер распределения фаз между собой;
• состав и физико-химические свойства защитных плёнок органического и неорганического происхождения на поверхности металла (смолы, парафины, сульфиды железа, карбонаты кальция, магния, железа);
• наличие и природа абразивных частиц.

К эксплуатационным параметрам, оказывающим влияние на характер и скорость коррозии, относятся:

• тип скважины и способ добычи нефти;
• давление на забое и устье скважины и распределение его по стволу скважины;
• гидродинамические параметры движения газонефтяного потока.

Коррозионная агрессивность водонефтяной эмульсии меняется в широких пределах в зависимости от состава водной фазы, её соотношения с углеводородной фазой, состава и количества газообразных веществ. В пластовых условиях в нефти и пластовой воде растворено значительное количество газообразных предельных углеводородов, а также коррозионно-агрессивных газов — диоксида углерода, сероводорода, кислорода, что, наряду с содержанием в попутных водах солей, и прежде всего ионов хлора, значительно повышает коррозионную агрессивность добываемой продукции.

На агрессивность газожидкостного потока оказывает влияние снижение температуры и давления при его подъёме по стволу скважины, влекущее за собой выпадение из нефти АСПВ и неорганических солей, что способствует экранированию поверхности металла за счёт образования защитных плёнок. Однако в этих условиях усиливается действие микрогальванических пар, приводящих к локальному разрушению металла.

Одним из факторов, влияющих на интенсивность коррозионных процессов, является скорость перекачки эмульсии «нефть-вода». При низких скоростях движения эмульсии по трубопроводу снижается её агрегативная устойчивость и происходит выделение водной фазы. Контакт металла с электролитом, роль которого играет выделившаяся из эмульсии пластовая вода, обеспечивает протекание коррозионных процессов по электрохимическому механизму. Наиболее коррозионно-опасными признаны скорости перекачки эмульсии «нефть-вода», близкие к 1 м/с.

Кроме того, вода скапливается на пониженных участках трассы (в застойных зонах), вызывая интенсивное коррозионное разрушение нижней образующей трубы.