CC BY
928 East European Scientific Journal #3(67), 2021 a change in the threshold level of safe operation of the facility.
3. Boundaries have been defined and prospects for the application of the proposed methods for improving the efficiency of the information system for integrated building security have been described. The result is methodological recommendations for improving and modernizing the operating algorithms of existing information systems for complex building security.
4. The results of the work are the basis for further scientific research in the direction of deepening the means of intellectualizing the processes of increasing the efficiency of the information system for diagnosing the technical state of complex building safety.
References
GOST 10180-78. Concrete. Methods for determination of the compressive strength and the tensile strength. Gosstroy of the USSR, Publishing house of standards (1979). Moscow, 24.
Integrated models and methods of the automated system of diagnostics of technical condition of construction objects [Text]: monograph / V.M. Mikhailenko, P.E. Grigorovsky, I.V. Rusan, O.O. Terentyev // - K: CP "Komprint", 2017. - P. 229.
Intelligent information systems and technologies for diagnosing the technical condition of buildings. Tutorial / O.O. Terentyev, I.V. Rusan, Ye.V. Warts, E.V. Gorbatyuk, K.I. Kievskaya. - K.: Komprint, 2019.
- P. 121.
Mikhailenko V. M. Information technology assessment of technical condition of building structures using fuzzy models [Text] // O.O. Terentyev, B.M. Eremenko // - D: Construction, materials, engineering, scientific collection. works Under the General editorship of Professor V. I. Bolshakov edition.
- Dnipropetrovsk, 2013. - №. 70. - P. 133 - 141.
Mikhailenko V.M. Treatment of experimental results of the expert system for diagnostics of technical condition of buildings [Text] // O.O. Terentyev,
B.M. Eremenko // - D: Construction, materials, engineering, scientific collection. works Under the General editorship of Professor V. I. Bolshakov edition.
- Dnipropetrovsk, 2014. - №. 78. - P. 190 - 195.
Models and methods of the information system of diagnostics of technical condition of construction objects. Textbook / B.M. Mikhailenko, I.V. Rusan, P.E. Grigorovsky, O.O. Terentyev, A.T. Svidersky, Ye.V. Gorbatyuk. - K.: Komprint, 2018. - P. 325.
Normative documents W issues of abstieg, pasportist, bezpechno Nadine exploits of virobnichih budwell first sparud [Text] // - Kyiv, 2003. - 144 p.
Olexander Terentyev. Fundamentals of the organization of fuzzy inference for the task of diagnosing the technical condition of buildings and structures [Text] // O.O. Terentyev, Y.Y. Sabala, B.S. Malyna // - K.: managing the development of complex systems, collection of scientific papers. -Kiev, 2015. - №. 22. - P. 138 - 143.
Olexander Terentyev. The Method of Direct Grading and the Generalized Method of Assessment of Buildings Technical Condition / Mykola Tsiutsiura // -International Journal of Science and Research (IJSR), Volume 4 Issue 7, July 2015. - P. 827-829.
Olexander Terentyev. The Method of Prediction of Deformations of Buildings and Failure Analysis the Examination of Technical Condition of Buildings / Malyna Bohdan // - International Journal of Science and Research (IJSR), Volume 4 Issue 8, August 2015.
- P. 280-282.
Olexander Terentyev. Methodology a comprehensive survey and assessment of technical condition of staircases. Scientific Journal «ScienceRise», Volume 8/2(13), August 2015. - P. 4146.
Olexander Terentyev. Mathematical model of the system of decision support for problem diagnostics of technical condition of building constructions. Scientific Journal «ScienceRise» №9/2(14), September 2015. -P. 35-40.
УДК 622.23.05:620.197.3 ГРНТИ 52.47.97
Neamah A. M.
PhD student of the Department of Oil, Gas, Condesate National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute"
ORSID 0000-0001-5929-7847 Donsky D. F.
Candidate of Technical Sciences, Docent , Associate Professor of the Department of Oil, Gas , Condesate Production of National Technical University "Kharkov Polytechnic Institute"
ORSID 0000-0003-3546-6110 Nesterenko S. V. Candidate of Technical Sciences, Docent , Associate Professor of the Department of Chemistry and Integrated Technologies of Kharkivsky National University of Municipal Economy named after A.N. Beketova ' ORSID 0000-0002-2089-6786
THE PROSPECTS OF USE OF INHIBITORS FOR INCREASE IN CORROSION STABILITY OF THE CEMENT RING OF THE CASING OF THE IRAQY OIL FIELDS
Немах А.М.
AcnipaHm кафедри видобування нафти, газу та конденсату Нацюнального технЫного утверситету «Хартвський полiтехнiчний iнститут» Донський Д. Ф.
Кандидат техн. наук ,доцент, Доцент кафедри видобування нафти, газу та конденсату Нацюнального технiчного утверситету «Хартвський полiтехнiчний тститут» Нестеренко С.В.
Кандидат техн. наук ,доцент, Доцент кафедри xiMii та iнтегрованих технологш Хартвського нацюнального утверситету мiського господарства iM. О.М. Бекетова
ПЕРСПЕКТИВИ ВИКОРИСТАННЯ 1НГ1Б1ТОР1В ДЛЯ П1ДВИЩЕННЯ КОРОЗ1ЙНО1 СТ1ЙКОСТ1 ЦЕМЕНТНОГО К1ЛЬЦЯ ОБСАДНО1 КОЛОНИ НАФТОВИХ РОДОВИЩ 1РАКУ
Abstract. The issues of reasonable choice of protection against corrosive action of hydrogen sulfide and carbon dioxide on external surface of casing column of Iraqy oil fields are considered. Factors of influence on corrosion destruction of cement ring obtained from Portland cement are analyzed and ways to increase corrosion resistance of cement stone in aggressive hydrogen sulfide medium due to use of inhibitors are considered.
Disclosed is a complex inhibitor composition obtained on the basis of bottom residues of a monoethanolamine plant. Prototypes of modified cement stone were obtained and its protective properties with respect to steel rod were tested in simulated aggressive medium.
According to comparative analysis of mechanical, physicochemical, and electro-chemical properties of cement stone, obtained from a Portland cement grout modified with a new inhibitor, its effectiveness in the condition containing H2S and SO2 is shown.
Анотащя. Розглянуп питання обгрунтованого вибору захисту вщ корозшного руйнування вщ арководню та двоокису вуглецю зовшшньо! поверхш обсадно! колони для нафтових родовищ 1раку. Проаналiзованi фактори впливу на корозiйне руйнування цементного кшьця, отриманого з портландцементу та розглянуп шляхи щодо щдвищення корозiйноi стiйкостi цементного каменю в агресивних сiрководневих середовищах за рахунок застосування iнгiбiторiв.
Запропонований склад комплексного iнгiбiтору, отриманий на основi кубових залишкiв моноетаноламiновоi' установки. Отриманi дослщт зразки модифiкованого цементного каменю та проведет випробовування його захисних властивостей по вiдношенню до стального стрижня в модельованому агресивному середовищi.
За даними порiвняльного аналiзу механiчних, фiзико-хiмiчних, та електрохiмiчних властивостей цементного каменю, отриманого з модифшованого новим шпбггором тампонажного розчину з портландцементу , показано його ефективнють в середовищах що мiстять H2S та СО2.
Keywords: corrosion inhibitor, modification, speed, hydrogen sulfide, protective properties, cement ring, casing
Ключовi слова: iнгiбiтор корозп, модифiкацiя, швидюсть, арководень, захиснi властивостi, цементне тльце, обсадна колона
Постановка проблеми. Проблема подовження терм^ роботи нафтових свердловин в умовах корозп тд впливом H2S та СО2 багатоплановою. Роль тампонажного каменю в затрубному просторi нафтових свердловин полягае у виконанш наступних iнженерних задач: роз'еднання продуктивних пластiв; герметизацiя мiжколонного простору; захист металу обсадних колон ввд агресивного впливу пластових флющв [1,2].
Пiдвищення якостi цементування обсадних колон нафтових родовищ в умовах агресивних пластових середовищ 1раку е актуальною проблемою. Одним зi шляхiв ii вирiшення е пiдвищення стiйкостi отриманого цементного кшьця[3,4].
Захисну функцiю цементного каменю можна пiдвищити шляхом застосування добавок -iнгiбiторiв до цементних суспензш [5,6].
Метою роботи було розробка ефективного шпбгтору корозii для введення в тампонажний розчин з покращеною захисною дiею проти агресивних флющв нафтових пласпв, що мютять H2S та СО2 та дослвдження захисних властивостей отриманого цементного каменю в агресивному середовищг
Аналiз результат попереднiх дослiджень. Дифузiйно проникаючi в тампонажний камшь пластовi флю1ди призводять до розвитку в ньому деструктивних змiн, що порушують структуру i мiцнiсть, а також обумовлюють втрату каменем його захисно1 функцii. Так в результат дифузii кислих газiв значно знижуеться рН порово1' рщини
30 East European Scientific Journal #3(67), 2021 каменю, що часто вщбуваеться без його руйнування. В результата вiдбуваються погiршення захисних властивостей цементного каменю, що визначаеться у пвдвищенш швидкостi корозп зовшшньо! поверхнi обсадних колон при тому, що цшсшсть цементного к1льця зберiгаеться. Якщо рН порового середовища знижуеться до 11,8-11,5 пасивний стан обсадних труб в цементному камеш порушуеться.
1нпбггори подшяються на три групи в залежностi ввд того, на як1 ланки в ланцюзi корозп вони впливають бшьшою мiрою [5,6]:
- реагенти, яю дезактивують або зв'язують речовини, що призводять до корозп (для агресп H2S це речовини, здатнi до його нейтрал1зацп);
- реагенти, здатш впливати на швидк1сть катодних i анодних процесiв;
- реагенти, що утворюють пл1вки стадй' адсорбцй'-десорбцп (шпбггори плiвкового типу).
Серед практичних способiв хiмiчно! модифшацп тампонажних розчинiв для тдвищення корозшно! стiйкостi отриманого цементного каменю вщомо використання солей зал1за та флотореагенту Т-66 [7,8]. При цьому сл1д враховувати, що обробка тампонажних розчишв флотореагентом не може забезпечити ефективного захисту новоутвореного каменю ввд агресивно! дй' H2S та СО2, оскiльки захисна функцiя реагенту обмежена його здатшстю до поглинання H2S.
Введення солей тривалентного зал1за з розрахунку 40-500 кг / м3 в воду затворiння також не сприяе вирiшенню завдання тдвищення корозшно! стiй-костi каменю, тому що зал1зо (Fе+3) е окислювачем i iнiцiатором процесу пе-реходу сульфидно! арки в сульфатну з додатковим розвитком корози III виду [7,8].
Негативним фактором також е рiзке зб№шення реологiчних параметрiв цементних суспензiй, що призводить до збiльшення показника !х водовмiсткостi. Останне обумовлюе зниження мщностних властивостей отриманого цементного каменю i пвдвищення його газопроникностi [7,8].
Споаб хiмiчноl обробки тампонажних розчинiв, розроблений [9,10], передбачае попередню обробку води затворшня iнгiбiтором висок1плячо1 фракцй' виробництва морфолша (ВФВМ), який представляе собою органокомплекс водорозчинних полiелектролiтiв. Даний шпбггор е складна сумiш органiчних сполук з полярними групами, що мютять: циклiчнi i лiнiйнi полiамiноефiри, полплжол^ залишки морфолiну та iншi сполуки. Вiн забезпечуе високу сорбцiйну здатшсть реагенту на цементних частинках при його введенш в тампонажний розчин в шлькоста 0,6- 2,5% ввд маси цементу.
З урахуванням ршення поставлено1 в роботi мети ми вважаемо бiльш ефективними iнгiбiтори друго1 i третьо1 групи, оск1льки захисний ефект цих реагенпв залежить не ввд нейтрал1зацп кислих газiв (через зменшення вмiсту добавки нейтрал1затора в тампонажного каменi даний процес швидко закончиться), а ввд формування адсорбцшно1 мщно!
мв
вшам
плiвки на металевш поверхнi труб . Цю захисну плiвку можуть дати речовини, що представляють собою органiчнi сполуки з високою адсорбцшною здатнiстю. У молекулах таких з'еднань е полярш групи з активними атомами. В результата виникнення сильно! ковалентного зв'язку сво!м полярним к1нцем молекули такого шпбггору адсорбуеться на металевiй поверхш обсадних колон [5].
Плiвкоутворювальнi шпбггори - це поверхнево-активнi речовини (ПАР), що вгдрГзняються певним комплексом поверхневих i об'емних властивостей, як1 технолопчно реалiзуються, в основному, на меж1 подiлу фаз електролiт-метал. Захисна дiя iнгiбiторiв визначаеться цим комплексом властивостей, головним чином, здатнiстю до створення особливого структурно-механiчного бар'еру або захисного шару на поверхш металу, який здатний екранувати металеву поверхню вгд агресивного впливу флю!ду [11].
Фiзико-хiмiчнi властивостi самого iнгiбiтору або його композицш, умови !х хГмГчно! сумiсностi з поровою рiдиною та iншi чинники впливають на реалiзацiю iнгiбiторами свое! захисно! функцп. Обгрунтований пiдхiд до вибору iнгiбiтору i розробка технологи його використання можливий тiльки з урахуванням сукупностi багатьох факторiв. Для вирiшення поставлено! мети максимально! реалiзацi! захисно! функцi! шпбггору треба враховувати не тальки один його антикорозшний ефект щодо цементного каменю Г металу, але Г весь комплекс властивостей, як1 характеризують технолопчшсть. Технолопчш вимоги до шпбггорГв визначаються умовами проведення тампонажних робгт 1нпбггор повинен мати низьку температуру застигання, невисоку в'язк1сть Г мати гарну розчиншсть у водних середовищах.
Видiлення не вирiшених рашше частин загальноТ проблеми. Попри Гснування велико! шлькоста шпбггорГв корозп, проблема захисту зовшшньо! поверхш обсадно! колони, що розташована на глибиш 2000-3000м в важкодоступному середовищГ е актуальною, особливо при юнуванш дек1лькох агресивних факторГв, як високо мшералГзована пластова вода, дГя Н2S та СО2, температура. Нами пропонуеться застосування комплексного шпбггору, що здатний як нейтрал1зувати вплив агресивних факторГв так Г створити захисний шар на поверхш, що перешкоджае проникненню агресивних агентав до внутршньо! порожнини цементного шльця.
Методи дослiдження: загальнонауковГ (аналГз, зГставлення, узагальнення, систематизашя) для вивчення наукових джерел; конкретно-науковг метод порГвняльного анал1зу. Зразки тампонажного розчину заданого складу формували. РозмГри зразк1в отриманого цементного каменю становила 120^40x20 мм. При формуванш даних зразк1в в центрГ зразка вставляли круглий стрижень зГ сталГ 45. ДГаметр зразка стал1 становив 4 мм.
ив
ялзв
Оцiнку захисно! функци отриманих реагентiв в тампонажному розчинi та утвореному каменi проводили, визначаючи стутнь захисту металу i швидк1сть корози, користуючись поляризацiйним [12] i граыметричним методами. Захисну дiю вимiрювали тсля 60 дiб експозици в пластовш водi.
Для оцiнки фiзико-хiмiчних i механiчних характеристик досл1дних зразк1в
використовувались стандартнi методи випробувань для тампонажних композицiй [13,14].
Виклад основного матерiалу. На границi подiлу фаз шпбггори корози у виглядi ПАР знижують поверхневий натяг. При розподiлi на границ подiлу рiдких i твердих фаз вони виявляють комплекс коло!дно^зичних властивостей, необхiдних для реалiзацi! свое! захисно! функци. Звiдси випливае лопчний висновок, що як ПАР шпбггори корози здатнi виявляти захисну функцш не тiльки щодо металу. Вони повинш захищати також i кристалопдрати тампонажного каменю. Таку дш може проявляти iнгiбiтори, здатнi до адсорбци як на металевiй поверхнi, та i на гiдратних новоутвореннях тампонажного каменю з формуванням впорядковано! щ№но! захисно! пл1вки.
При арководневш та вуглекислотнiй корозi! при впливi на гiдрати мiнералiв порового середовища зi зниженим рН в цементному камеш вiдбуваеться деструктивнi змiни, пов'язаш з ослаблениям кристал1чного каркаса. З метою захисту утвореного цементного каменю i зовшшньо! металiчно! поверхнi обсадних колон вiд корозi! пошук шпбггору проводився нами у вiдповiдностi з наступними вимогами:
- високий стутнь захисту металу;
- сумюшсть з лужним середовищем тампонажного розчину-каменю;
- висока сорбцшна здатнiсть з формуванням захисного екрану, iзолюючого кристалогiдратiв тампонажного каменю вщ дi! порового середовища, що змiнюе рН i хiмiчний склад;
- збереження захисно! функцi! в термобаричних умовах свердловин на тривалий перюд часу.
На основi сформульованих принцишв нами був розроблений склад для обробки тампонажних розчинiв, що включае в собi iнгiбiтори для лужних та нейтральних середовищ - нiтрiт натрш, а також iнгiбiтори кислотно! корози - уротротн, залишок кубовий моноетаноламшовий (КМА). Крiм того до складу тампонажного розчину додавали етилсШкат, пдрол1зати якого легко змiшуються з водою в будь-яких спiввiдношеннях з утворенням однорiдних стiйких розчинiв. Використання кремншоргашчних сполук значно знижуе поруватiсть цементного каменю за рахунок утворення пдрофобних пл1вок [15-18].
Залишок кубовий моноетаноламшовий (КМА) утворюеться при очищеннi коксового газу моноетаноламшом вiд двоокису вуглецю i ирководню на стадп регенерацп поглинального
East European Scientific Journal #3(67), 2021 31 розчину . Згщно ТУ У 24.1-00190443-062- 2010 можливе його використання в якост1 1нг1б1тору корози.
Даний продукт мютить активнi амшш та карбоксильнi групи атомiв, що при наявностi неоргашчних компонентiв, а також уротропiну дають ефективнi захиснi плiвки в слабокислих середовищах [19,20]. Ввдомо, що амшш сполуки можуть утворювати синергетичнi сумiшi з нiтритом натрш [21].
Для виршення поставлено! мети проведено дослвдження з оцiнки захисних властивостей ряду iнгiбiторiв - азотовмiсних сполук: формальдегид, ВФВМ , уротропiн, катапiн и АНП-2[22 ], КМА. Оцiнку захисно! функци зазначених реагенпв в тампонажному розчиш та утвореному каменi проводили, визначаючи стутнь захисту металу i швидшсть корози, користуючись поляризацiйним методом [12]. Нижче наводиться характеристика основних властивостей зазначених iнгiбiторiв i отриманих результапв випробувань !х захисно! ди (рис.1-2,табл. 1-2).
Бiльш висока питома поверхня портландцементу вимагае введення в тампонажний розчин бiльшо! кiлькостi шпбггору, шж необх1дно для тампонажних матерiалiв на базi шлакiв, що в^^зняються бiльш грубим помелом. Встановлено, що портландцементний камiнь з iнгiбiтором мае шдвищений коефiцiент корозшно! стiйкостi. Через слабку iнтенсивнiсть процесiв корозй' в шпбованому каменi за 3 шсящ випробувань не виявлено змiн структури з втратою механiчних властивостей.
Цементний камшь без iнгiбiтору взаемодiе з срководнем активнiше. Це скорiш за все, обумовлене накопиченням велико! шлькосп сульфатних сполук в його внутршньому середовищi, що за 3 мюяця випробувань призводить до його повного руйнування.
Отже, результати проведених нами експериментальних дослвджень шдтверджують гiпотезу ефективносп затворювання цементних суспензiй комплексними багатофукцюнальними iнгiбiторами з метою отримання тампонажного каменю з шдвищеною стiйкiстю проти корози .
Пониження густини тампонажного матерiалу надае !м перевагу при використанш в умовах проведення технолопчних операцiй на великих глибинах або при юнуванш дiлянок з високою схильнiстю до поглинання,але внаслiдок збшьшення пористостi утвореного цементного каменю сприяе бiльшому проникненню агресивних флющв,що негативно ввдображаеться на антикорозiйних властивостях [7] .
В якосп прототипу, який мае схож1 технологiчнi i техшчш якостi е використання портландцементу, у склащ якого використовують висококiплячi фракци виробництва морфол1ну в сумiшi з Na2CO3 та Н2О [8],
Цементний камень,отриманий при тужавiннi такого розчину мае високу флю!допроникнiсть,що ,в свою чергу,обумовлюе його невисоку корозiйну
стшшсть до H2S та СО2 ,що значно зменшуе його захисну дш по ввдношенню до металево! поверхнi.
Швидк1сть корозй' металу вiд вмiсту iнгiбiторiв в фшьтрал i3 цементно! суспензп, насичено! арководнем та двоокисом вуглецю
ВФВМ, 2- Каташн, 3- Формальдегид, 4 -АНП-2, 5 - Уротропин, 6 - КМА ,7- КМА
Рисунок 1
+уротропин +HiTpiT натрш + етилсШкат*) Швидк1сть корозй' металу без впливу iнгiбiтору складае 1.57 г/(м2 * год.)
Рисунок 2
Эфектившсть захисно! дп iнгiбiторiв в фшьтрап iз цементно! суспензи, насичено! арководнем та двоокисом вуглецю
1-ВФВМ, 2- Каташн, 3- Формальдегид, 4 -АНП-2, 5 - Уротропин, 6 - КМА,
7- КМА +уротропин +нгтргт натрш + етилсiлiкат
Для розширення областi застосування портландцементу в умовах агресивного впливу сiрководню i двоокису вуглецю нами запропонований орипнальний склад тампонажно! композицп, яка тсля тужавiння набувае необхвдних властивостей завдяки пiдвiйному захисту - iнгiбiторному i гiдрофобному [13].
Таблиця 1
Результати визначення захисно'1 дй' iмгiбiторiв в цементному ^MeMi
Тип iнгiбiтору корозй' Вмiст iнгiбiтору(КМА-комплекс) в цементному розчит, % мас. Втрата маси металевого зразка в цементному каменi, мг Ефективнiсть захисно! да, %
Без шпбпору - 48,2 -
АНП-2 1 49,4 Немае захисту
Катапiн 1 55,3 Немае захисту
ВФПМ 1 13,2 72,6
КМА (комплекс) 1 7.4 84,6
Таблиця 2
Порiвняльнi результати випробування на стшкють до корози немодiфiкованого тампонажного
Тип цементу Добавка инпбь тору, мас. % Умови випробування Параметри цементного каменю пiсля 3-х мiсяцiв випробувань
Температура, °С Тиск, МПа в водопроввдшй водi в кислому середовищi (Н2S +СО2)
Межа мщносп при виriнi, МПа Межа мiцностi при вигiнi, МПа Коефициент корозшно! стiйкостi, Кст
ПЦТ- 100 - 75 30 9,14 руйнування -
ПЦТ-100 1 75 30 8,09 8,66 1.06
Це обумовлене присутнiстю шлькох складових: етилсилiкату, суперпластифiкатору С-3, уротротну, нiтрiту натрiю та органiчно! добавки -кубових залишкiв процесу моноетаноламшового сiркоочищення коксохiмiчного виробництва [13].
Комплексна захисна дiя запропоновано! композицi! обумовлена багато спрямованим впливом компонентiв рецептури на виклики агресивного середовища. Внаслвдок зменшення проникнення високо мiнералiзовано! пластово! води, яка мiстить хлорид-iони, яш активно руйнують структуру пiсля твердшня розчину, процеси нейтралiзацi! кислих сполук (сiрководень та вуглекислий газ) ввдбуваються бiльш ефективно, утворюючи на зовшшнш поверхнi цементного каменю захисно! пл1вки, що виконую роль
захисного бар'еру для подальшого проникнення водного розчину у внутршню структуру цементного каменю, що е запобiжником його подальшого руйнування. Кубовi залишки моноетаноламiнового аркоочищення
коксохiмiчного виробництва по ТУ У 24.100190443-062-2010, як1 введенi до рецептури, тдсилюють захиснiй ефект внаслвдок утворення в результатi деградацi! широкого спектру амшосполук [20 ].
Склад дослвджуваних тампонажних розчинiв для вибору оптимального складу наведений в таблиц 3[13].
Розрахунки швидкостi корозп метала i захисно! дi! цементного каменю тсля його твердiння визначали за формулами [13].
Таблиця 3
Склад дослвдних зразшв, модифiкованого комплексом КМА, тампонажного розчину та захисна дiя
Це обумовлене присутшстю к1лькох складових: етилсилiкату, суперпластифшатору С-3, уротропiну, нiтрiту натрiю та оргашчно! добавки -кубових залишшв процесу моноетаноламiнового сiркоочищення коксохiмiчного виробництва [13].
Комплексна захисна дiя запропоновано! композицл обумовлена багато спрямованим впливом компоненпв рецептури на виклики агресивного середовища. Внаслвдок зменшення проникнення високо мiнералiзовано! пластово! води, яка мютить хлорид-юни, як1 активно руйнують структуру тсля твердшня розчину, процеси нейтралiзацi! кислих сполук (срководень та вуглекислий газ) ввдбуваються бiльш ефективно, утворюючи на зовшшнш поверхш цементного каменю захисно! пл1вки, що виконую роль
захисного бар'еру для подальшого проникнення водного розчину у внутршню структуру цементного каменю, що е запобiжником його подальшого руйнування. Кубовi залишки моноетаноламшового аркоочищення
коксохiмiчного виробництва по ТУ У 24.100190443-062-2010, яш введет до рецептури, тдсилюють захиснш ефект внаслвдок утворення в результат деградаци широкого спектру амiносполук [20 ].
Склад дослвджуваних тампонажних розчишв для вибору оптимального складу наведений в таблиц 3[13].
Розрахунки швидкосп корозi! метала i захисно! ди цементного каменю пiсля його твердшня визначали за формулами [13].
Таблиця 3
Склад дослвдних зразшв, модифiкованого комплексом КМА, тампонажного розчину та захисна дiя
Компоненти композицi! Вмст компонентiв у дослiдних сумiшах у масових вiдсотках,%
I II Ш
Портландцемент , суперпластифшатор С-3, уротропiн, нири натрiю, вода, етилсiлiкат 99 98.5 98
Кубовi залишки моноетаноламшового аркоочищення коксох1мчного виробництва (КМА) 1.0 1.5 2.0
*Захисна дiя,% Електрохiмiчна 92 94 92
Гравiметрична 68 67 67
" Для реагенту ВФВМ захисна дiя (%) електрохiмiчна/гравiметрична, вiдповiдно, склала 62/54 [8]
Аналiз отриманих результат. Результати випробувань зразк1в цементного каменю, отриманих з тампонажних розчишв, тсля експозици в пластовш водi, яка мютить арководень - 0,042% i вуглекислий газ - 0,045% при температурi 950С, приведенi у таблиш 4. Загальна мiнералiзацiя пластово! води складала 200г/л , в
тому числ1, вмiст хлорид-iонiв був на рiвнi 125 г/л, а показник рН=6.1 одиницi.
В ходi проведення експериментiв нами були визначена оптимальна шльшсть комплексно! добавки до тампонажного розчину. Як видно з таблиць 3 i 4, запропонований тампонажний розчин зi складом I тсля твердшня виявляе надiйнi захисш властивостi ввд корозi! для сталi 45.
Таблиця 4
Результати випробувань зразшв модифжованого тампонажного розчину та отриманого на його _основ! цементного каменю [13]_
Реагент у тампонажному розчит Густина, кг/м3 Розпч-шсть, м Мштсть при вигит, МПа, через 2 доби тужавшня Водо-вГдда-лення, мл В/Ц
50 0С, 20 МПа 75 0С, 30 МПа 1000С, 40 МПа
ВФВМ Прототип 1,24 0,20 0,8 1,0 1,8 5,5 0,45
КМА-комплекс (склад I табл.3 ) 1,23 0,19 0,9 1,0 2,0 5,5 0,45
Зазначений ефект можна пояснити високою адсорбцшною дieю компонентiв запропонованих iнгiбiторiв при сумюнш дiï разом з гiдрофобiзатором. НеобхГдно вiдмiтити, що добавки iнгiбiторiв практично не впливають на основш технологiчнi властивостi тампонажного розчину i отриманого на його основi тсля твердiння цементного каменю.
Додавання шпбггору в кiлькостi 1.5-2% до складу тампонажного розчину (склад II i склад III див. таблицю 3) не несе суттевих змш в захисну дiю отриманого цементного каменю.
Висновки. 1.Проведений аналiз ефективносп використання домiшок iнгiбiторiв корозiï в тампонажних розчинах та сформульованi вимоги щодо покращення ïхньоï дiï.
2. Розроблений новий склад комплексного шпбггору корози для покращення корозiйноï стшкосл тампонажних розчишв отриманих на основГ портландцеменпв.
3. Результати випробувань зразшв цементного каменю, отриманих з модифжованих тампонажних розчишв комплексним шпбггором на основГ кубових залишк1в моноетаноламшового аркоочищення коксохГмГчного виробництва (КМА), уротрошну, ттрпу натрш з добавкою пдрофобГзатору етилсшкату, показують хорошГ показники корозшно1' стшкосл проти арководнево1' та вуглекислотно1' корозп.
Лиература:
1. Перейма A.A., Осадчая И.Л. Тампонажный цемент на основе никелевых шлаков //Технология строительства газовых и морских нефтяных скважин в сложных горно-геологических условиях: Сб. науч. тр. М.: ВНИИгаз, 1987. С. 131-135. [Perejma A.A., Osadchaja I.L. Tamponazhnyj cement na osnove nikelevyh shlakov //Tehnologija stroitel'stva gazovyh i morskih neftjanyh skvazhin v slozh-nyh gorno-geologicheskih uslovijah: Sb. nauch. tr. M.: VNIIgaz, 1987. S. 131-135. (In Russ).]
2. Перейма А.А. Разработка тампонажных материалов и технологических жидкостей для заканчивания и ремонта скважин в сложных горногеологических условиях: Дис. ... д-ра техн. наук (25.00.15). Ставрополь: ОАО «СевКавНИИ- газ», 2009. 300 с. [Perejma A.A. Razrabotka tamponazhnyh materialov i tehnologicheskih zhidkostej dlja zakanchivanija i remonta skvazhin v slozhnyh gorno-geologicheskih uslovijah: Dis. ... d-ra tehn. nauk
(25.00.15). Stavropol': OAO «SevKavNII- gaz», 2009. 300 s. (In Russ).]
3. Орловський В.М. Шдвищення якостi цементування свердловин // Розввдка та розробка нафтових i газових родовищ. 1вано-Франк1вськ: 1ФНТУНГ, 2010. №3. С. 100 - 103. [Orlovs'kyy V.M. Pidvyshchennya yakosti tsementuvannya sverdlovyn // Rozvidka ta rozrobka naftovykh i hazovykh rodovyshch. Ivano-Frankivs'k: IFNTUNH, 2010. №3. S. 100 - 103.(in Ukr.).]
4. Орловський В.М., Похилко А.М. Розробка тампонажних матерiалiв знижено! густини // Нафтогазова iнженерiя. Полтава: ПолтНТУ iм. Ю. Кондратюка, 2016. Число 1. С.94 - 102. [Orlovs'kyy V.M., Pokhylko A.M. Rozrobka tamponazhnykh materialiv znyzhenoyi hustyny // Naftohazova inzheneriya. - Poltava: PoltNTU im. YU. Kondratyuka, 2016. Chyslo 1. S. 94 - 102. (in Ukr.).]
5. Брегман Дж. Ингибиторы коррозии. /Перевод с англ. под ред. Л.И. Антропова. - М.: Химия, 1966. - 309 с. [Bregman Dzh. Ingibitory korrozii. /Perevod s angl. pod red. L.I. Antropova. - M.: Himija, 1966. - 309 s. (In Russ).]
6. Робинсон Д.С. Ингибиторы коррозии. /Перевод с англ. под ред. Е.С. Иванова. М.: Металлургия, 1983. 272 с. [Robinson D.S. Ingibitory korrozii. /Perevod s angl. pod red. E.S. Ivanova. - M.: Metallurgija, 1983. 272 s. (In Russ).]
7. Авторское свидетельство СССР № 785463, МКИЗ Е 21 В 33/138. Тампонажный раствор /Г.А. Белоусов, Б.М. Скориков, В.П. Пустовалов и др. Бюл. № 45, 1980. [USSR author's certificate №785463 M.class. Е 21 В 33/138,1980 ].
8. Авторское свидетельство СССР № 927972 , МКИЗ Е 21 В 33/138. Способ химической обработки тампонажных растворов /B.C. Данюшевский, К.А. Джабаров, Л.Г. Журова и др. Бюл. № 18. 1982. [USSR author's certificate № 927972 M.class. Е 21 В 33/138,1982].
9.Перейма A.A., Осадчая И.Л., Гноевых А.Н. Повышение надежности крепи скважин с сероводородсодержащей продукцией //Газовая промышленность. 2012.№7.С. 22-28. [Perejma A.A., Osadchaja I.L., Gnoevyh A.N. Povyshenie nadezhnosti krepi skvazhin s serovodorodsoderzhashhej produkciej //Gazovaja promyshlennost'. 2012. №7.S. 22-28.(In Russ).]
10. Авторское свидетельство СССР № 1160773. МПК6 Е 21 В 33/138. Способ химической обработки тампонажных растворов на основе
ив
ansa
металлургических шлаков /Ю.И. Петраков, A.A. Перейма, Т.Д. Дибров и др. Бюл. № 11. ч. 2, 1999. [USSR author's certificate № M.class. Е 21 В 33/138,1999].
11. Применение пленкообразующих ингибиторов коррозии в технологии однократных обработок нефтегазопромыслового оборудования /М.Д. Гетманский, A.A. Гоник, K.P. Низамов, Л.П. Худякова //Обз.инф. Сер. Борьба с коррозией в нефтегазовой промышленности. М.: ВИИИОЭНГ, 1979. 41 с. [Primenenie plenkoobrazujushhih ingibitorov korrozii v tehnologii odnokratnyh obrabotok neftegazopromyslovogo oborudovanija /M.D. Getmanskij, A.A. Gonik, K.P. Nizamov, L.P. Hudjakova //Obz.inf. Ser. Bor'ba s korroziej v neftegazovoj promyshlennosti. M.: VIIIOJeNG, 1979. 41 s. (In Russ).]
12. Нестеренко C.B., Донський Д. Ф., Немах А. Моделювання антикорозiйного захисту матерiалу обсадно! колони в лабораторних умовах// Вiсник Нацiонального Технiчного Ушверситету «ХП1». Серiя: Iнновацiйнi досл1дження у наукових роботах студенпв. 2019. № 21(1346) 69. [Nesterenko C.V., Dons'kij D. F., Nemah A. Modeljuvannja antikorozijnogo zahistu materialu obsadnoi' koloni v laboratornih umovah// Visnik Nacional'nogo Tehnichnogo Universitetu «HPI». Serija: Innovacijni doslidzhennja u naukovih robotah studentiv. 2019. № 21(1346) 69.(in Ukr.).] doi: 10.20998/22204784.2019.21.11.
13.Патент Укра!ни на винахвд № 122854.МПК Е21В 33/138 Антикорозшний тампонажний розчин // Немах А., Донський Д.Ф., Нестеренко С.В.Бюл.№1ввд 06.01.21. [Patent Ukraini na vinahid № 122854. M.class. Е21В 33/138 Antikorozijnij tamponazhnij rozchin // Nemah A., Dons'kij D.F., Nesterenko S.V.Bjul.№1vid 06.01.21.(in Ukr.)]
14. Орловський В. М. Тампонажнi матерiали, що розширюються при твердiннi: [монографiя] / В.М. Орловський. Полтава: ПолтНТУ, 2015. - 129 с. [Orlovs'kij V. M. Tamponazhni materiali, shho rozshirjujut'sja pri tverdinni: [monografija] / V.M. Orlovs'kij. Poltava: PoltNTU, 2015. 129 s.]
15.Запорiзьке державне пiдприeмство «Кремншпол1мер»Юфщшний сайт. URL: http://silic.com.ua.
16. Кремнийорганические соединения и материалы на их основе// Труды совещания по химии и практическому применению кремнийорганических соединений, Л.:Наука, 1984. 294 с. [Kremnijorganicheskie soedinenija i materialy na ih osnove// Trudy soveshhanija po himii i prakticheskomu primeneniju kremnijorganicheskih soedinenij, L.:Nauka, 1984. 294 s. (In Russ).]
17. Вершинина О.С. Применение кремнийорганических соединений в строительстве. М.:МИСИ,1989. 62 с. [Vershinina O.S. Primenenie kremnijorganicheskih soedinenij v stroitel'stve. M.:MISI,1989. 62 s. (In Russ).]
18. Ершова С.Г. Гидрофобная защита плотных цементных и керамических материалов водорастворимыми кремнийорганическими
East European Scientific Journal #3(67), 2021 35 соединениями. Новосибирск: Известия вузов. Строительство, 2004. № 8. С.65-70. [Ershova S.G. Gidrofobnaja zashhita plotnyh cementnyh i keramicheskih materialov vodorastvorimymi kremnijorganicheskimi soedinenijami. Novosibirsk: Izvestija vuzov. Stroitel'stvo, 2004. № 8. S.65-70. (In Russ).]
19.Ковалев Е.Т. ,Давыденко И.М. Преимущества и недостатки способов очистки коксового газа от сероводорода//Кокс и химия, 1990. № 6. с. 31-34. [Kovalev E.T. , Davydenko I.M. Preimushhestva i nedostatki sposobov ochistki koksovogo gaza ot serovodoroda//Koks i himija. 1990. № 6. S. 31-34. (In Russ).]
20.Банников Л.П., Костенко А.В. Причины образования отходов процесса очистки коксового газа растворами моноэтаноламина//Углехимический журнал.2011/.№5-6 с. 78-83. [Bannikov L.P., Kostenko A.V. Prichiny obrazovanija othodov processa ochistki koksovogo gaza rastvorami monojetanolamina//Uglehimicheskij zhurnal.2011. №5-6.S. 78-83. (In Russ).]
21. Ледовських В. М., Левченко С. В., Тулашов С. М. ^нерпят екстремуми сумiшей iнгiбiторiв корози металiв у водно-сольових розчинах // Фiзико-хiмiчна механiка матерiалiв . 2013. № 6. С. 107-110. [Ledovs'kih V. M., Levchenko S. V., Tulashov S. M. Cinergichni ekstremumi sumishej ingibitoriv korozi! metaliv u vodno-sol'ovih rozchinah // Fiziko-himichna mehanika materialiv . 2013. № 6. S. 107-110.]
22.РД-39-30-808-82.Инструкция по применению АНП-2 в качестве ингибитора бактериальной коррозии для защиты оборудования и комуникаций в системе утилизации сточных вод. Уфа: ВНИИСПТнефть. 1983.20с. [RD-39-30-808-82.Instrukcija po primeneniju ANP-2 v kachestve ingibitora bakterial'noj korrozii dlja zashhity oborudovanija i komunikacij v sisteme utilizacii stochnyhvod .Ufa:VNIISPTneft'.1983.20s. (In Russ).]
BidoMocmi про aemopie / Сведения об авторах /About the Authors
Немах ÄMip MoxaMMed Аладжмт (Немах Амир MoxaMMed Аладжмин, Ameer Neamah Mohammed Alajmeen) - астрант, Нацюнальний техшчний ушверситет «Харшвський
Полiтехнiчний 1нститут», м. Харкiв; Orcid code 0000-0001-5929-7847
Донський Дмитро Федорович ( Донской Дмитрий Федорович,Donsky Dmytro Fedorovich) -кандидат техшчних наук, доцент, Нацюнальний техшчний ушверситет «Харшвський
Полггехшчний 1нститут», м. Харшв, Orcid code 0000-0003-3546-6110 конт.тел.+380-95-810- 4536
Нестеренко Сергш Вшторович (Нестеренко Сергей Викторович, Nesterenko Sergii Viktorovich) - кандидат технчних наук, доцент, Харшвський нацюнальний ушверситет мюького господарства iм. О.М. Бекетова, м. Харшв; Orcid code 0000-00022089-6786
