Моделирование коррозионных процессов для информационной системы поддержки принятия решений в задачах защиты нефтепромысловых трубопроводов

• Автор: Углова, Екатерина Сергеевна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 147 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 ПРОБЛЕМА КОРРОЗИИ И ЗАЩИТЫ ТРУБОПРОВОДОВ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К УСЛОВИЯМ НЕФТЕГАЗОВОЙ

ПРОМЫШЛЕННОСТИ И ПОДХОДЫ К ЕЕ РЕШЕНИЮ.

1.1. Актуальность проблемы коррозии и противокоррозионной защиты трубопроводов для нефтегазовой отрасли.
1.2 Коррозия на нефтегазоиромысловых и транспортных трубопроводах, виды и особенности
1.3 Особенности механизма углекислотной и смешанной коррозии в нефтегазопромысловых средах, транспортируемых по трубопроводным системам
1.4 Основные факторы, определяющие скорость коррозии стали в нефтегазопромысловых средах.
1.5 Системы информационной поддержки обеспечения защиты от коррозии при безопасной эксплуатации нефтегазопромысловых

трубопроводов

Выводы по разделу

2. МОДЕЛЬНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ ПРОЦЕССА КОРРОЗИИ И ОЦЕНКА СКОРОСТИ КОРРОЗИИ ТРУБОПРОВОДНОЙ СТАЛИ В ВОДНЫХ СРЕДАХ.
2.1. Модельные эксперименты процесса коррозии в минерализованной воде трубопроводной системы месторождения Западной Сибири.
2.2. Модельные эксперименты процесса коррозии и ингибирования в минерализованной воде трубопроводной системы месторождения Ставропольского края
2.3. Проверка воспроизводимости коррозионных опытов
2.4. Статистическая математическая модель процесса коррозии стали
2.5. Выбор функции для оценки скорости коррозии
Выводы по разделу
3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИЮ ГНОЙ СИСТЕМЫ ПОДДЕРЖКИ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ В ЗАДАЧАХ КОРРОЗИОННОЙ ЗАЩИТЫ
3.1. Расчетные модели оценки скорости углекислотной коррозии в нефтегазопромысловых средах
3.2. Описание информационной системы БарьерСОг.
3.3. Проверка соответствия расчетных результатов скорости коррозии
стали с реальными скоростями на объекте
Выводы по разделу
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
Литература


По данным ВНИИСТ, ежегодно на нефтепромысловых трубопроводах происходит до - тыс. На ежегодную замену нефтепромысловых сетей расходуется 7-8 тыс. Коррозия оборудования и сооружений в нефтегазовой промышленности является одной из основных причин снижения их работоспособности, вызывает огромные экономические потери и экологический ущерб. Это связано с большой металлоемкостью оборудования и сооружений, наличием высоко агрессивных сред из-за гетерогенности добываемой продукции и содержания в ней кислых газов Н, С []. Аварии на трубопроводах, особенно подводных, характеризуются значительными экономическими и экологическими потерями. Поэтому важно своевременно иметь достоверную информацию, касающуюся частоты и общего объема коррозионных поражений типовых трубопроводных систем, и оценивать скорость коррозии на отдельных участках трубопроводов, осуществлять прогноз коррозионного состояния. Существуют различные способы определения текущего состояния участков трубопроводов, в частности, основывающихся на методиках экспертной оценки относительного риска эксплуатации трубопроводов, скважин, выкидных линий []. Для использования данных методик необходимо знание химических характеристик среды, состояния трубопровода. Как видно, все из вышеперечисленных способов имеют свои, достаточно существенные недостатки, в связи с чем активно развивается и усиливается интерес к направлению диагностирования и прогнозирования состояния трубопроводов, основанному на создании математических моделей, описывающих поведение труб («виртуальный» контроль). Данное направление представлено работами известных ученых Абдуллина И. Г., Гареева А. Г., Гумерова А. Г., Гутмана Э. М., Зайпуллина P. C., Цикермана Л. Я., Черняева К. В. и др. Работы H. A. Махутова, H. H. Пекарпикова, B. N. Leis и др. Работы отечественных ученых В. Е. Селезнева, В. В. Алешина, С. Н. Прялова, В. В. Кобякова, СЕ. Кутукова посвящены численному моделированию и информационным технологиям режимов эксплуатации магистральных трубопроводов [2, -]. В последние десятилетия накоплен большой объём данных по коррозии черных металлов в условиях добычи, транспорта нефти и газа, и эффективности средств защиты, в частности, применению ингибиторов в условиях ССЬ коррозии. Однако вся информация рассредоточена во множестве источников, что существенно затрудняет доступ специалистов непосредственно на производстве, решающих проблемы коррозии и ингибирования коррозии, и тем самым замедляет процесс научно обоснованной оценки коррозионной ситуации и выбора ингибиторов коррозии, необходимых для конкретных условий. При проведении коррозионного мониторинга на сложной и разветвленной системе трубопроводов объем данных по объектам значителен и обработка их затратна по времени, что требует применения компьютерных автоматизированных систем, позволяющих повысить эффективность деятельности объектов за счет повышения точности, полноты, оперативности, достоверности накапливаемой информации, качества, быстроты принимаемых решений, а также снижения накладных расходов. Все это осуществляется путем автоматизации процессов, связанных с анализом полученных данных по каждому образцу среды и подбора подходящего ингибитора. Коррозия - это самопроизвольно протекающий процесс разрушения металлов в результате взаимодействия с контактной средой, происходящий с выделением энергии и рассеиванием вещества (рост энтропии) [-]. При эксплуатации нефтяных и газовых скважин, нефтегазопромысловых трубопроводах коррозия металлического оборудования вызывается транспортируемым электролитом - раствор солей, иногда органических низших кислот и кислых газов СО2 и Н, или появлением воды отделяемой пластовой, или сконденсированной [-]. Потоки добываемых из скважин нефти и газа, транспортируемых по промысловым трубопроводам почти всегда являются двухфазными (электролит-углеводород), а в ряде случаев и многофазными системами [, ]. При низких скоростях движения эмульсии по трубопроводу снижается ее агрегативная устойчивость и происходит расслоение и выделение водной фазы.