В нефтегазовой промышленности коррозия является огромной проблемой, как и для любой другой области. Данные проблемы возникают на всех этапах жизненного цикла производства углеводородов – от бурения и добычи до трубопроводной транспортировки и переработки. Согласно данным официальной статистики на территории России ежегодно происходит более 17 000 аварий, связанных с добычей нефти, свыше 50% из них случаются на трубопроводах. По данным Минэнерго 90% аварий, связанных с разливами нефти от порывов нефтепроводов, происходит из-за коррозии труб.
ГК Миррико более 25 лет работает на рынке нефтепромысловой химии и предлагает широкую линейку реагентов Scimol™ для химической антикоррозийной защиты нефтепромыслового оборудования и трубопроводов систем сбора и транспорта обводненной нефти, утилизации сточных вод и систем поддержания пластового давления. Компания внимательно изучает альтернативные методы противокоррозионной защиты трубопроводов и скважинного оборудования с целью оценки их влияния на рынок нефтепромысловой химии. В данной статье рассмотрим рынок эпоксидных антикоррозионных материалов для внутренней защиты трубопроводов и скважин.
Сегменты рынка антикоррозионных покрытий в нефтяной отрасли
Антикоррозионная защита применяется для всех видов магистральных и промысловых трубопроводов нефтегазовой промышленности, подверженных агрессивному воздействию коррозионно-активной воды, углекислого газа, солей, сероводорода и абразивных частиц, высоких температур и давления. Также объектами антикоррозионной защиты являются резервуары (РВС), внутрискважинное оборудование. Таким образом, широкий спектр сред нефтегазовой отрасли, требует подбора экономически эффективных материалов и мер по борьбе с коррозией. В среднем промысловые трубопроводы должны служить от 10 лет и более, магистральные трубопроводы не менее 40-50 лет. Скорость внутренней коррозии труб составляет 0,4-6 мм в год.
Объекты, методы защиты нефтегазового оборудования
Существуют различные методы для защиты от коррозии – химические, электрохимические, физические, технологические.
Одним из современных решений для борьбы с коррозией трубопроводов является применение покрытий как для внешней защиты, так и для внутренней. Рассмотрим основные типы современных антикоррозионных покрытий трубопроводов заводского и трассового нанесения.
Наружная защита трубопроводов с заводским покрытием
В России широкое применение получили покрытия на основе полиэтилена. Полиэтиленовое покрытие отвечает самым современным техническим требованиям и способно обеспечить эффективную защиту трубопроводов от коррозии на продолжительный период их эксплуатации — более 40 лет. Для изоляции морских трубопроводов и «горячих» (80-110 °С) участков трубопроводов применяются, как правило, полипропиленовые покрытия. Комбинированные ленточно-полиэтиленовые покрытия используются в основном для изоляции труб малых и средних диаметров с температурой эксплуатации до плюс 40 °С. Активное внедрение антикоррозийные покрытия получили на морских платформенных проектах – ЛУКОЙЛ-Нижневолжскнефть, Сахалин-1 и Сахалин-2, Газпром нефть шельф, Призаломное месторождение и т.д., с требуемым гарантийным сроком защиты 20 лет и выше.
Эпоксидные покрытия характеризуются повышенной теплостойкостью, высокой адгезией к стали, стойкость к катодному отслаиванию, устойчивостью к прорезанию, сдиру, абразивному износу. Трубы с эпоксидным покрытием, в отличие от труб с заводским полиэтиленовым покрытием, в течение длительного времени могут храниться под открытым небом. Эпоксидные покрытия проницаемы для токов катодной защиты. Основными недостатками эпоксидных покрытий являются их недостаточно высокая эластичность и низкая прочность при ударе, особенно в области минусовых температур, что в значительной степени осложняет транспортировку изолированных труб и выполнение строительно-монтажных работ в трассовых условиях. Рекомендуемая область применения эпоксидных покрытий – противокоррозионная защита трубопроводов малых и средних диаметров с температурой эксплуатации до плюс 60-80 °С.
Наружная защита трубопроводов трассового нанесения
На протяжении многих десятилетий битумно-мастичное покрытие являлось основным типом наружного защитного покрытия отечественных магистральных трубопроводов. Битумные покрытия проницаемы для токов электрозащиты, хорошо работают совместно со средствами электрохимической защиты. Основными недостатками битумно-мастичных покрытий являются: узкий температурный диапазон применения (от минус 10 до плюс 40 °С), недостаточно высокая ударная прочность и стойкость к продавливанию, повышенная влагонасыщаемость, низкая биостойкость покрытий. Срок службы битумных покрытий не превышает 10-15 лет. Рекомендуемая область применения – защита от коррозии трубопроводов малых и средних диаметров, работающих при нормальных температурах эксплуатации.
К настоящему времени на долю полимерных ленточных покрытий на российских газопроводах приходится до 60-65% от их общей протяженности. К преимуществам следует отнести: высокую технологичность нанесения, хорошие диэлектрические характеристики, низкую влагокислородопроницаемость и широкий температурный диапазон применения. Основными недостатками являются: низкая устойчивость к сдвигу под воздействием осадки грунта, недостаточно высокая ударная прочность покрытий, экранировка ЭХЗ, низкая биостойкость. Срок службы полимерных ленточных покрытий составляет от 7 до 15 лет, что в 2-4 раза меньше нормативного срока амортизации магистральных трубопроводов (не менее 33 лет).
У российских нефтяников также популярностью пользуется комбинированное мастично-ленточное покрытие. Основные недостатки недостаточно широкий температурный диапазон применения (от минус 10 до плюс 40 °С) и недостаточно высокие физико-механические показатели свойств (ударная прочность, стойкость к продавливанию и др.). В настоящее время наиболее часто применяют при проведении работ по ремонту и переизоляции действующих нефтепроводов. При этом в конструкции битумно-ленточного покрытия применяют преимущественно полиэтиленовые термоусаживающиеся ленты, обладающие повышенной теплостойкостью и высокими механическими характеристиками, а в качестве изоляционных мастик используют специальные модифицированные битумные мастики нового поколения.
Практический опыт показал, что, несмотря на достаточно высокую степень механизации изоляционных работ в трассовых условиях, данный способ изоляции не обеспечивает качественного нанесения на трубы защитных покрытий. Это обусловлено влиянием погодных условий, отсутствием средств и методов пооперационного технологического контроля, а также недостаточно высокими механическими и защитными свойствами битумных и ленточных покрытий.
Внутренняя защита трубопроводов с заводским покрытием
Наиболее перспективной является коррозионная защита внутренней поверхности трубопровода. Эта тема наиболее актуальна для промысловых трубопроводов и внутрискважинного оборудования (НКТ). В сложных условиях срок службы трубопроводов без внутреннего защитного покрытия составляет не больше 3 лет. Внутренний противокоррозионный слой продлевает срок службы трубопровода 5-8 раз.
Особенно остро проблема коррозии стоит на нефтедобывающих предприятиях Западно-Сибирского региона, где коррозия в основном носит углекислотный характер, а скорость локального коррозионного проникновения может достигать до 30 мм/год. Коррозионный фонд составляет 10‒15 % осложненного фонда добывающих скважин. Внутренние покрытия обеспечивают трубопроводу ряд преимуществ в дополнение к защите от коррозии, таких как улучшенные характеристики потока и снижение энергопотребления на прокачку, упрощенную инспекцию труб при строительстве, защиту от коррозии при хранении труб, более легкую очистку трубопровода, что позволяет снижать стоимость их ежегодного обслуживания.
Одним из перспективных внутренних покрытий являются эпоксидные, модифицированные эпоксидные и фенолформальдегидные смолы. Достоинства эпоксидной изоляции:
1) способствует сокращению кристаллизации и отложению парафинов. Суммарные расходы по очистке магистрали уменьшаются на 54-75%;
2) высокая теплостойкость повышает температурный предел эксплуатации до 80 °С, при определенном составе – до 110 °С;
3) снижает вероятность износа абразивом;
4) снижает энергетические расходы;
5) предотвращает биологическое обрастание внутренней поверхности;
6) понижает количества вредных примесей при транспортировке воды;
7) понижает гидропотери;
8) увеличивает пропускную способность, за счет более гладкой поверхности.
Экономически более эффективно применение антикоррозийных покрытий на высокодебитных рентабельных скважинах. Основные риски, ввиду которых нефтяные компании могут делать выбор не в пользу антикоррозийных покрытий – соединения труб, их высокая подверженность коррозии, из-за чего идет нарушение покрытия всей трубы. Отдельно стоит отметить, что до сегодняшнего дня не существует единого национального стандарта на внутренние антикоррозионные покрытия трубопроводов, каждая нефтяная компания решает этот вопрос по-своему.
Технологии внутренней изоляции трубопроводов в трассовых условиях не имеют широкого распространения из-за сложности обеспечить в полевых условиях требуемые технологические условия (уборка жировых загрязнений поверхности, чистка внутренней поверхности с созданием требуемой чистоты и шероховатости поверхности, технологический нагрев труб до заданной температуры, контроль качества защитного покрытия).
На сегодняшний день существует большой выбор отечественных производителей защитных антикоррозионных покрытий, предназначенных для нанесения внутренних защитных покрытий:
Лидерами рынка в сегменте внутренних защитных покрытий является компании Majorpack и Hilong Russia, занимающие совокупно более 65% рынка.
Оценка рынка антикоррозийных покрытий
Оценка рынка противокоррозионной защиты проводилась по сегментам потребления исходя из расходных норм в сегментах и среднерыночных цен в сегментах на защитные покрытия.
1) Потребность защитных антикоррозийных покрытий в сегменте внутрискважинное оборудование составляет – 887 т или 3,5 млрд руб. Ключевые компании потребители в данном сегменте:
2) В оценке объема защитных антикоррозийных покрытий в сегменте промысловых трубопроводов использовалась статистика по протяженности трубопроводов (водоводов, нефтесборных сетей до товарных парков, нефтесборных сетей от товарных парков до УМН). Объем рынка составляет - 1 872 т или 1,31 млрд руб.
Наибольшее распространение антикоррозийные покрытия для защиты нефтепроводов получили в компаниях ПАО «Татнефть», «Лукойл» (Западная Сибирь), по экспертной оценке, применяются на 70% трубопроводов, в НК «Роснефть», «Газпром нефть», ПАО «Сургутнефтегаз», дочерние общества Лукойл кроме Западной Сибири и другие – антикоррозийные покрытия используются на 10% трубопроводов.
3) В оценке объемов защитных антикоррозийных покрытий в сегменте магистральных трубопроводов ПАО «Транснефть» использовалась статистика по протяженности нефте- и нефтепродуктовых трубопроводов. Объем рынка составляет – 23 595 тн или 4,48 млрд. руб. В данном сегменте превалирующими продуктами, используемыми для защиты, являются полимерно-битумные ленты.
4) В оценке объемов защитных антикоррозийных покрытий в сегменте для РВС (резервуар вертикальный стальной) была использована статистика о количестве РВС определенных размеров у НГДП, НПЗ, Транснефти. Объем рынка составляет - 2 435 тн или 1,22 млрд. руб.
Таким образом, рынок защитных антикоррозийных покрытий по сегментам составляет:
Прогноз рынка защитных антикоррозийных покрытий (2023-2030 гг)
Ввиду того, что покрытия могут служить в идеальных условиях десять и более лет, рынок не растет высокими темпами, примерно 4-5% в год. К положительным факторам, влияющими на рост рынка защитных антикоррозийных покрытий, можно отнести вовлечение в коррозионный фонд новых скважин, повреждения уже внедренных покрытий при эксплуатации и переход к данному методу защиты на скважинах, где ранее использовались другие способы (ингибирование, технологические, и т.д.), также на рынок влияют рост добычи нефти и количество осложненных скважин.
В современных условиях нефтедобывающие предприятия не ограничиваются применением какой-нибудь одной технологии противокоррозионной защиты, а используют комплекс противокоррозионных мероприятий в соответствии с их критериями применимости и технико-экономической целесообразностью, что позволяет оптимизировать суммарные затраты от коррозионного ущерба и расходов на противокоррозионные мероприятия.
