Korrosiooniprobleemide ületamine põlevkivikarjäärides: Proovitud strateegiad

Korrosioon on oluline probleem nafta- ja gaasitööstuses, eriti põlevkivimaardlates. Keerulised ja muutlikud keskkonnatingimused põlevkivitootmises võivad põhjustada tõsiseid korrosiooniprobleeme, mis mõjutavad seadmete terviklikkust ja pikaealisust. Käesolevas artiklis uuritakse korrosiooni põhjuseid põlevkivimaardlates ja kirjeldatakse tõhusaid strateegiaid korrosioonikaitseks.

Korrosiooni mõistmine põlevkivikarjäärides

Põlevkivimaardlad, nagu need, mida leidub Eagle Fordi põlevkivis, on süsivesinike poolest rikkad, kuid kujutavad endast ka ainulaadset väljakutset korrosioonihaldusele. Tootmisprotsess hõlmab erinevaid etappe, sealhulgas puurimist, hüdraulilist lõhustamist (frakkimine) ja tagasivoolu, mis kõik suurendavad korrosiooniriski. Peamised tegurid, mis mõjutavad korrosiooni põlevkivimaardlates, on järgmised:

1. Hapestavad ja lõhkumisvedelikud: Hapete vedelike kasutamine hüdraulilises lõhustamises võib põhjustada happest põhjustatud korrosiooni. Need vedelikud on olulised, et tekitada põlevkivis lõhesid süsivesinike eraldamiseks, kuid võivad korrodeerida ka metallpindu.
2. Toodetud vedelikud: CO2 ja H2S sisaldus toodetud vedelikes on suur probleem. Need gaasid võivad põhjustada tõsist korrosiooni, eriti vee juuresolekul, mis viib väga söövitava süsihappe ja vesiniksulfiidi moodustumiseni.
3. Kunstliku tõstmise süsteemid: Kunstlike tõstesüsteemide, näiteks elektriliste sukelpumpade (ESP) ja vardapumpade kasutamine toob kaasa täiendava korrosiooniriski. Need süsteemid puutuvad sageli kokku karmide tingimustega, sealhulgas kõrge temperatuuri ja rõhuga, mis võivad kiirendada korrosiooni.

Korrosioonimehhanismid ja tagajärjed

Korrosioonimehhanismid põlevkivi ladestikes on keerulised ja mitmetahulised. Põlevkivipuuraukudes täheldatud korrosiooni tüübid on järgmised:

• Ühtlane korrosioon: See tekib siis, kui kogu metalli pind on ühtlaselt korrodeerunud. Seda põhjustavad sageli CO2 ja H2S toodetud vedelikes.
• Lokaliseeritud korrosioon: See hõlmab punktsiooni- ja pragude korrosiooni, mis on tõsisemad ja lokaliseeritud korrosiooni vormid. Kui neid ei hallata nõuetekohaselt, võivad need tüübid põhjustada seadmete kiire rikkeid.
• Pingekorrosiooni pragunemine (SCC): SCC on kriitiline probleem põlevkivi ladestikes, kus tõmbepingete ja korrosiivse keskkonna kombinatsioon võib viia metallosade äkilise ja katastroofilise rikke tekkimiseni.

Korrosiooni tagajärjed põlevkivi ladestikes on märkimisväärsed. Korrosioonist tingitud seadmete rike võib põhjustada tootmisseisakuid, suurenenud hoolduskulusid ja võimalikke keskkonnaohte. Seetõttu on tõhusate meetodite rakendamine korrosioonikaitse strateegiad on põlevkivipuuraukude ohutu ja tõhusa käitamise seisukohalt üliolulised.

Korrosioonikaitse strateegiad

Korrosiooni leevendamiseks põlevkivikihis võib kasutada mitmeid strateegiaid. Nende hulka kuuluvad:

1. Materjali valik: Õige materjali valimine seadmete ja infrastruktuuri jaoks on esimene kaitsevahend korrosiooni vastu. Sellised materjalid nagu roostevaba teras, korrosioonikindlad sulamid (CRA) ja mittemetallilised materjalid võivad pakkuda suuremat vastupidavust korrosiivsetele keskkondadele.
2. Keemilised inhibiitorid: Keemilised inhibiitorid on nafta- ja gaasitööstuses levinud praktika. Neid kemikaale lisatakse tootmisvedelikele, et vähendada korrosiooni kiirust. Inhibiitorid võivad olla kohandatud konkreetsetele korrosioonitüüpidele, näiteks CO2 või H2S-i põhjustatud korrosioonile.
3. Katted ja vooderdused: Metallpindadele kantavad kaitsekatted ja -vooderdused võivad pakkuda füüsilist tõket söövitavate ainete vastu. Näiteks kasutatakse laialdaselt epoksiidkatteid, et kaitsta torustikke ja seadmeid korrosiooni eest.
4. Katoodiline kaitse: See elektrokeemiline tehnika hõlmab ohvrianoodide või impulssvoolusüsteemide kasutamist metallpindade kaitsmiseks korrosiooni eest. Katoodiline kaitse on eriti tõhus maetud torustike ja muude veealuste konstruktsioonide puhul.
5. Järelevalve ja kontroll: Korrosiooni varaseks avastamiseks ja leevendamiseks on oluline seadmete regulaarne järelevalve ja kontroll. Sellised meetodid nagu ultraheliuuringud, radiograafia ja korrosioonikupongid võivad aidata tuvastada korrosiooniprobleemid enne, kui need viivad seadmete rikke tekkimiseni.

Juhtumiuuringud ja parimad tavad

Mitmed juhtumiuuringud rõhutavad tõhusa korrosioonijuhtimise tähtsust põlevkivimaardlates. Näiteks on Eagle Ford Shale'i põlevkivi oluliselt parandanud korrosioonikaitse tehnikaid. Ettevõtjad on edukalt rakendanud materjali valiku, keemiliste inhibiitorite ja katoodiline kaitse korrosiooni leevendamiseks riskid.

Teise näitena võib tuua Permian Basin'i piirkonna ebatavalised korrosiooniprobleemid, sealhulgas torustike rikked, mida tavaliselt ei seostata CO2- ja H2S-korrosiooniga. Teadlased on välja pakkunud uusi mehhanisme nende korrosiooniprobleemid, mille tulemusel töötatakse välja uuenduslikud lahendused, mis on kohandatud vesikonna ainulaadsetele tingimustele.

Kokkuvõte

Korrosioonikaitse põlevkivimaardlates on nafta- ja gaasitootmise kriitiline aspekt. Korrosiooni põhjuste ja mehhanismide mõistmisega saavad käitajad rakendada tõhusaid strateegiaid, et kaitsta oma seadmeid ning tagada süsivesinike ohutu ja tõhus kaevandamine. Alates materjali valikust kuni keemiliste inhibiitorite ja katoodiline kaitse, terviklik lähenemine korrosioonijuhtimisele on põlevkiviarendusprojektide pikaajalise edu tagamiseks hädavajalik.