Диссертация на соискание учёной степени доктора технических наук.
Уфа, Уфимский государственный нефтяной технический университет,
2016. — 272 с.
Специальность 05.02.13 – Машины, агрегаты и процессы(нефтегазовая
отрасль)
Научный консультант: д.т.н., профессор Бугай Д.Е.
Цель работы: Создание нового научного подхода к
проблеме предупреждения осложнений в процессах извлечения и
подготовки нефти, базирующегося на идее управления
электрохимическими параметрами технологических жидкостей (их
модифицировании), а также разработка на его основе агрегатов,
позволяющих осуществлять модифицирование водно-солевых растворов и
технологических жидкостей в энергоэффективных режимах.
Научная новизна: Научно обосновано и экспериментально доказано, что основными характеристиками технологических жидкостей нефтепромысловых объектов, существенно влияющими на развитие осложнений в процессах извлечения и подготовки
нефти, являются их водородный показатель и окислительно-восстановительный потенциал. Целенаправленно изменяя значения данных характеристик в объеме потока технологических жидкостей и у внутренней поверхности металлического оборудования, можно управлять механизмом и кинетикой процессов, ответственных за возникновение и проявление основных видов осложнений.
Практическая ценность результатов: Разработан способ (патент РФ № 2546736) управления водородным показателем и окислительно-восстановительным потенциалом солевых растворов и агрегат для его осуществления. Данный агрегат обеспечивает получение жидкостей с измененным ионным составом и электрохимическими параметрами. Содержание
Анализ основных факторов, вызывающих развитие осложнений на объектах нефтепромыслов
Основные объекты нефтепромыслов, подвергающиеся осложнениям
Коррозия обсадных колонн и ее причины
Коррозия насосно-компрессорных труб, скважинных насосов и штанг
Коррозия оборудования системы сбора и транспорта нефти
Коррозия оборудования систем ППД
Классификация насосных станций
Водоводы системы ППД
Водораспределительные пункты
Конструкционные материалы, применяемые для нефтепромыслового оборудования
Характеристика коррозионной агрессивности промысловой среды
Механизм электрохимической коррозии нефтепромыслового оборудования
Причины и условия солеотложения
Типы микроорганизмов вызывающих микробиологическую коррозию
Методы борьбы с коррозией, отложениями солей и микроорганизмами на объектах добычи и подготовки нефти
Методы борьбы с коррозией
Методы предотвращения солеотложения
Методы предотвращения микробиологической коррозии
Гипотезы и предпосылки применения метода управления электрохимическими параметрами среды
Постановка цели и задач диссертации
Разработка методов и средств исследования электризации водно-солевых растворов
Методы исследования скорости коррозии
Гравиметрический метод определения скорости коррозии
Определение скорости коррозии методом поляризационного сопротивления
Метод экстраполяции поляризационных кривых
Методы исследования солеотложения
Методика определения количества солей жесткости воды комплексометрическим методом
Методика исследований процесса солеотложения на поверхности металла
Методы исследования биозаражения промысловой среды
Методика определения количества микроорганизмов с помощью слайд-тестов
Определение количества аэробных микроорганизмов
Определение дрожжей и грибов (розовый agar)
Определение анаэробных микроорганизмов
Определение количества микроорганизмов с помощью люминометра
Метод предельных разведений сульфатвосстанавливающих бактерий
Методика визуальной оценки жизнеспособности микроорганизмов
Метод висячей капли
Метод раздавленной капли
Количественный учет микроорганизмов
Методика исследования разделения нефтегазовой эмульсии
Отбор проб естественной эмульсии
Приготовление искусственной эмульсии
Приготовление растворов анолита и католита
Проведение испытаний
Методики измерений электрохимических параметров среды
Методика измерения Eh среды
Методика измерения рН среды
Разработка средств исследования метода модифицирования технологических жидкостей
Изучение механизма изменения электрохимических параметров водно-солевых растворов
Определение зависимости изменения электрохимических параметров технологической жидкости от силы тока и продолжительности электризации водно-солевого раствора
Определение времени стабильного состояния рН и Eh анолита и католита
Снижение скорости коррозии путем модифицирования технологической жидкости
Механизм снижения скорости коррозии металла в технологической жидкости с измененными электрохимическими параметрами
Определение параметров объекта исследований
Выбор материала образцов для коррозионных исследований
Определение основных факторов, способствующих развитию коррозионных процессов
Исследования скорости коррозии стали в растворах анолита и католита
Определение зависимости коррозии металла от электрохимических параметров технологической жидкости
Расчет параметров агрегата для управления электрохимическими параметрами промысловых сред
Определение исходных данных для проектирования агрегата для управления электрохимическими параметрами технологических жидкостей
Методика расчета параметров агрегата для модифицирования технологических жидкостей
Расчет технических и эксплуатационных характеристик агрегата
Выбор материалов для изготовления электродов агрегата
Описание разработанного агрегата
Лабораторные и стендовые испытания агрегата
Опытно-промышленные испытания агрегата для модифицирования технологических жидкостей УИС 1-50-4,0
Снижение скорости коррозии трубопроводов путем исключения статического электричества с поверхности
Промышленные испытания нейтрализаторов для снижения скорости коррозии
Применение метода модифицирования технологических жидкостей для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Механизм снижения солеотложения методом модифицирования технологических жидкостей
Определение снижения количества ионов солей жесткости в технологической жидкости при использовании анолита и католита
Определение влияния католита на количество солеотложений на металлической поверхности
Механизм разделения водонефтяной эмульсии методом модифицирования технологических жидкостей
Определение влияния анолита и католита на устойчивость водонефтяной эмульсии
Разработка агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Расчет параметров агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Описание конструкции агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяной эмульсии
Опытно-промышленные испытания агрегата для модифицирования технологических жидкостей типа УИС 1-50-4,0 1М
Подавление жизнедеятельности анаэробных и аэробных микроорганизмов в технологической жидкости
Механизм подавления жизнедеятельности микроорганизмов путем изменения электрохимических параметров технологической жидкости
Изучение влияния электрохимических параметров промысловой среды на жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов (СВБ)
Изучение влияния электрохимических параметров промысловой среды на жизнедеятельность аэробных микроорганизмов
Изучение влияния анолита и католита на микроорганизмы-биообрастатели
Разработка агрегата для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Расчет параметров агрегата для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Опытно-промышленные испытания агрегата УИС 1-50-4,0 2М для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Технико-экономические особенности применения агрегатов для модифицирования технологических жидкостей
Экономическая оценка применения агрегатов для модифицирования технологических жидкостей
Выбор источника питания для агрегата и автоматизация процесса управления электрохимическими параметрами технологических жидкостей
Схемы монтажа разработанного агрегата на нефтепромыслах
Рекомендации по применению агрегатов для модифицирования технологических жидкостей
Научная новизна: Научно обосновано и экспериментально доказано, что основными характеристиками технологических жидкостей нефтепромысловых объектов, существенно влияющими на развитие осложнений в процессах извлечения и подготовки
нефти, являются их водородный показатель и окислительно-восстановительный потенциал. Целенаправленно изменяя значения данных характеристик в объеме потока технологических жидкостей и у внутренней поверхности металлического оборудования, можно управлять механизмом и кинетикой процессов, ответственных за возникновение и проявление основных видов осложнений.
Практическая ценность результатов: Разработан способ (патент РФ № 2546736) управления водородным показателем и окислительно-восстановительным потенциалом солевых растворов и агрегат для его осуществления. Данный агрегат обеспечивает получение жидкостей с измененным ионным составом и электрохимическими параметрами. Содержание
Анализ основных факторов, вызывающих развитие осложнений на объектах нефтепромыслов
Основные объекты нефтепромыслов, подвергающиеся осложнениям
Коррозия обсадных колонн и ее причины
Коррозия насосно-компрессорных труб, скважинных насосов и штанг
Коррозия оборудования системы сбора и транспорта нефти
Коррозия оборудования систем ППД
Классификация насосных станций
Водоводы системы ППД
Водораспределительные пункты
Конструкционные материалы, применяемые для нефтепромыслового оборудования
Характеристика коррозионной агрессивности промысловой среды
Механизм электрохимической коррозии нефтепромыслового оборудования
Причины и условия солеотложения
Типы микроорганизмов вызывающих микробиологическую коррозию
Методы борьбы с коррозией, отложениями солей и микроорганизмами на объектах добычи и подготовки нефти
Методы борьбы с коррозией
Методы предотвращения солеотложения
Методы предотвращения микробиологической коррозии
Гипотезы и предпосылки применения метода управления электрохимическими параметрами среды
Постановка цели и задач диссертации
Разработка методов и средств исследования электризации водно-солевых растворов
Методы исследования скорости коррозии
Гравиметрический метод определения скорости коррозии
Определение скорости коррозии методом поляризационного сопротивления
Метод экстраполяции поляризационных кривых
Методы исследования солеотложения
Методика определения количества солей жесткости воды комплексометрическим методом
Методика исследований процесса солеотложения на поверхности металла
Методы исследования биозаражения промысловой среды
Методика определения количества микроорганизмов с помощью слайд-тестов
Определение количества аэробных микроорганизмов
Определение дрожжей и грибов (розовый agar)
Определение анаэробных микроорганизмов
Определение количества микроорганизмов с помощью люминометра
Метод предельных разведений сульфатвосстанавливающих бактерий
Методика визуальной оценки жизнеспособности микроорганизмов
Метод висячей капли
Метод раздавленной капли
Количественный учет микроорганизмов
Методика исследования разделения нефтегазовой эмульсии
Отбор проб естественной эмульсии
Приготовление искусственной эмульсии
Приготовление растворов анолита и католита
Проведение испытаний
Методики измерений электрохимических параметров среды
Методика измерения Eh среды
Методика измерения рН среды
Разработка средств исследования метода модифицирования технологических жидкостей
Изучение механизма изменения электрохимических параметров водно-солевых растворов
Определение зависимости изменения электрохимических параметров технологической жидкости от силы тока и продолжительности электризации водно-солевого раствора
Определение времени стабильного состояния рН и Eh анолита и католита
Снижение скорости коррозии путем модифицирования технологической жидкости
Механизм снижения скорости коррозии металла в технологической жидкости с измененными электрохимическими параметрами
Определение параметров объекта исследований
Выбор материала образцов для коррозионных исследований
Определение основных факторов, способствующих развитию коррозионных процессов
Исследования скорости коррозии стали в растворах анолита и католита
Определение зависимости коррозии металла от электрохимических параметров технологической жидкости
Расчет параметров агрегата для управления электрохимическими параметрами промысловых сред
Определение исходных данных для проектирования агрегата для управления электрохимическими параметрами технологических жидкостей
Методика расчета параметров агрегата для модифицирования технологических жидкостей
Расчет технических и эксплуатационных характеристик агрегата
Выбор материалов для изготовления электродов агрегата
Описание разработанного агрегата
Лабораторные и стендовые испытания агрегата
Опытно-промышленные испытания агрегата для модифицирования технологических жидкостей УИС 1-50-4,0
Снижение скорости коррозии трубопроводов путем исключения статического электричества с поверхности
Промышленные испытания нейтрализаторов для снижения скорости коррозии
Применение метода модифицирования технологических жидкостей для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Механизм снижения солеотложения методом модифицирования технологических жидкостей
Определение снижения количества ионов солей жесткости в технологической жидкости при использовании анолита и католита
Определение влияния католита на количество солеотложений на металлической поверхности
Механизм разделения водонефтяной эмульсии методом модифицирования технологических жидкостей
Определение влияния анолита и католита на устойчивость водонефтяной эмульсии
Разработка агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Расчет параметров агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяных эмульсий
Описание конструкции агрегата для снижения солеотложения и разделения водонефтяной эмульсии
Опытно-промышленные испытания агрегата для модифицирования технологических жидкостей типа УИС 1-50-4,0 1М
Подавление жизнедеятельности анаэробных и аэробных микроорганизмов в технологической жидкости
Механизм подавления жизнедеятельности микроорганизмов путем изменения электрохимических параметров технологической жидкости
Изучение влияния электрохимических параметров промысловой среды на жизнедеятельность анаэробных микроорганизмов (СВБ)
Изучение влияния электрохимических параметров промысловой среды на жизнедеятельность аэробных микроорганизмов
Изучение влияния анолита и католита на микроорганизмы-биообрастатели
Разработка агрегата для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Расчет параметров агрегата для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Опытно-промышленные испытания агрегата УИС 1-50-4,0 2М для подавления жизнедеятельности микроорганизмов
Технико-экономические особенности применения агрегатов для модифицирования технологических жидкостей
Экономическая оценка применения агрегатов для модифицирования технологических жидкостей
Выбор источника питания для агрегата и автоматизация процесса управления электрохимическими параметрами технологических жидкостей
Схемы монтажа разработанного агрегата на нефтепромыслах
Рекомендации по применению агрегатов для модифицирования технологических жидкостей