Преузми

RGF
TEHNOLOGIJA IZRADE
BUŠOTINA I
INŽENJERSTVO NAFTE I GASA

KONSTRUKCIJA BUŠOTINE
8
2

ZAŠTITNE CEVI
Pri izboru zaštitnih cevi primarni zadatak je odabiranje tehnički ispravnog i
svrsishodnog zacevljenja bušotine, što predstavlja garanciju uspešne
realizacije predviđenih zahvata i dovođenje bušotine njenom cilju uz
najpovoljnije ekonomske rezultate.
Pod ugradnjom zaštitnih cevi podrazumeva se spuštanje u kanal bušotine
kolone cevi koje imaju manji spoljašnji prečnik od prečnika bušotine,
odnosno prethodno ugrađene kolone zaštitnih cevi. Prostor između zaštitnih
cevi i zidova bušotine ispunjava se cementnom kašom.
Zaštitne cevi ugrađene u bušotinu imaju nekoliko važnih funkcija, kako za
vreme bušenja tako i u toku veka eksploatacije. Generalno, funkcije zaštitnih
cevi su sledeće:
-Odvajanje i izolacija različitih vrsta formacija da bi se minimizovali problemi
tokom bušenja ili maksimalizovala proizvodnja tokom eksploatacije;
-Omogućavanje prolaza svim planiranim alatima i opremi u cilju nastavka
bušenja i omogućavanja operacija ispitivanja i osvajanja bušotine;
-Omogućavanje ugradnje sigurnosnih uređaja na ustima bušotine, kako za
vreme bušenja, tako i za ispitivanje i proizvodnju bušotine.
3

Kako se komercijalne količine ugljovodonika otkrivaju na sve većim
dubinama, broj i prečnik ugrađenih zaštitnih cevi neophodnih za uspešno
dostizanje ovih formacija rastu. Iz tih razloga zaštitne cevi predstavljaju jedan
od skupljih elemenata u ukupnom planiranju izrade bušotine. Odgovarajuće
studije ukazuju da prosečna cena koštanja ugrađenih zaštitnih cevi iznosi oko
15% od prosečne cene kompletne bušotine.
Problematika konstrukcije zaštitnih cevi je veoma složena. U tehničkom
smislu konstrukcija zacevljenja temelji se na:
-Predviđenom zadatku i cilju bušotine
-Hidrodinamičkim uslovima koji se očekuju pri raskrivanju naslaga stena
-Kritičnim vrednostima termodinamičkih i geometrijskih parametara
-Tehničkim zahtevima koji se planiraju
-Proizvodnom veku bušotine
4

U tehno-ekonomskom smislu prisutna je funkcionalna zavisnost između
troškova i stepena rizika, odnosno restrikcije pojedinih tehničkih rešenja koja
se planiraju tokom izrade bušotine.
Konstrukcija zaštitnih cevi ne može zanemariti ni čisto ekonomski faktor,
zasnovan na stepenu verovatnoće geološke prognoze (porni i frakturni
pritisci), što može dati polaznu osnovu za izbor dubine ugradnje i kvaliteta
zaštitnih cevi, jer cena po dužnom metru cevi i spojnica raste sa porastom
njihove nominalne otpornosti.
Prečnik kojim se započinje bušenje, odnosno prve ugrađene kolone,
treba da je toliki da omogući nastavak bušenja i ugradnju poslednje
projektovane kolone zaštitnih cevi. Tako da se prema nameni i dubini
ugradnje mogu razlikovati 5 vrsta različitih kolona zaštitnih cevi koje se
koriste tokom bušenja:
•uvodna;
•površinska;
•tehnička;
•eksploataciona;
•izgubljena (lajner).
5

Primeri konstrukcije zaštitnih cevi: a) u uslovima formacija sa normalnim pornim
pritiskom, (b i c) u uslovima formacija sa povišenim pornim pritiskom
Prikazani su tipični programi zacevljenja dubokih naftnih, gasnih i
geotermalnih bušotina zaštitnim cevima za različite geološke uslove, tj.
sedimentacione bazene. Ako se na bušotini ne očekuje ulazak u zone sa
povišenim pornim pritiskom, niti zone sa gubicima isplake ili sekcije soli, za
uspešno bušenje do konačno produktivnih intervala dovoljno je ugraditi samo
uvodnu i površinsku kolonu zaštitnih cevi.
6

- Uvodna kolona:
Uvodna kolona predstavlja prvu zaštitnu cev koja se ugrađuje u sedimentne
stene, tj. u bušotinu do dubine nekoliko desetina metara (zavisno od
terena). Primarni zadatak uvodne kolone je da prekrije i spreči obrušavanje
iz gornjih rastresitih naslaga humusa, šljunka ili peska. Ona ima i funkciju
da usmeri fluid za ispiranje i na deo iznad površine ugrađuje se izlivna cev
za izlazak fluida. Prostor između zaštitnih cevi i zida bušotine se ispunjava
cementnom mešavinom do vrha. Prečnik ove kolone cevi zavisi od dubine
bušotine tj. broja kolona.
- Površinska kolona:
Površinska kolona zaštitnih cevi ugrađuje se u bušotinu da:
- Prekrije vodonosne peskove
-Spreči obrušavanje iz gornjih rastresitih formacija
-Spreči gubitak isplake u gornje permeabilne formacije
- Omogući ugradnju sigurnosnih uređaja (preventera)
- Nosi opterećenja svih ostalih zaštitnih cevi, osim “lajnera”
7

Dubina ugradnje površinske kolone zavisi od konkretnih uslova u kanalu
bušotine kao što su: debljina rastresitih gornjih naslaga; dubina zaleganja
nepropusnih naslaga stena; eventualna prisutnost barskih gasova i drugo. Peta
zaštitnih cevi ugrađuje se u nepropusne naslage stena i ova kolona se
obavezno izoluje cementacijom do površine. Nakon ugradnje i cementacije ovih
zaštitnih cevi u nastavku bušenja, ali najviše posle 15 izbušenih metara,
potrebno je izvesti LOT (“Leak-off test”) u cilju utvrđivanja frakturnog gradijenta
ispod pete kolone. Podaci o dobijenom frakturnom gradijentu na peti površinske
kolone su osnovna orijentacija za primenu odgovarajuće gustine isplake u
nastavku bušenja, tj. do dubine za ugradnju tehničke kolone zaštitnih cevi.
-Tehnička kolona
Bušotine na kojima se očekuju formacije sa povišenim pornim pritiscima, zone
sa gubicima isplake, nestabilne sekcije škriljavih glina ili sekcije soli, a to su
uobičajeno dublje bušotine, zahtevaju ugradnju jednog ili više nizova tehničkih
kolona zaštitnih cevi, između površinske kolone i konačne dubine bušotine.
8

Tehnička kolona zaštitnih cevi prvenstveno se ugrađuje radi sigurnijeg i
efikasnijeg dostizanja glavnog proizvodnog ili ispitnog objekta, tj. sloja.
Osnovni zadatak tehničke kolone je kontrola zona, tj. formacija sa povišenim
pornim pritiscima, tako što se ovom kolonom prekrivaju plići slojevi sa
smanjenim ili normalnim pornim pritiskom. Ta njena funkcija je neophodna, jer
velike gustine isplake potrebne za kontrolu zona sa povišenim pritiscima mogu
izazvati gubitak cirkulacije ili zaglavu alata u plićim, nezaštićenim horizontima.
Takođe, tehnička kolona se ugrađuje i u zone potencijalnih problema u
bušotini, kao što su: dugački intervali formacija koje su sklone obrušavanju,
bubrenju, ili sekcije soli.
Dubina ugradnje tehničke kolone u funkciji je pornih pritisaka i pritisaka
frakturiranja naslaga stena duž kanala bušotine. Uobičajeno prihvaćeni pristup
je da se prvo odredi najdublja kompozicija tehničke kolone, a zatim postepeno
i dubina ostalih zaštitnih cevi od dna bušotine ka površini. Prilikom
određivanja dubine ugradnje tehničke kolone mora se voditi računa da se peta
zaštitnih cevi ugradi u nepropusne naslage stena.
9

Cementacijom tehničke kolone moraju se uspešno pokriti, tj. izolovati sve
zone sa ugljovodonicima i povišenim pornim pritiscima. Pod uspešnom
cementacijom se podrazumeva prekrivanje, tj. izolacija zona sa
ugljovodonicima ili povišenim pornim pritiscima u dužini od najmanje 150 m.
Ukoliko ne postoji mogućnost da se definiše kraj zone sa povišenim pritiscima,
cementacija tehničke kolone mora se izvesti u preklopu sa površinskom
kolonom u dužini od najmanje 150 m.
U nastavku bušenja iz tehničke kolone (ali najviše 15 m) potrebno je izvesti
LOT (“Leak-off test”) u cilju definisanja frakturnog gradijenta formacije ispod
pete kolone. Taj podatak služi za određivanje maksimalno moguće gustine
isplake u nastavku bušenja i za eventualnu ugradnju sledeće tehničke kolone
zaštitnih cevi.
-Izgubljena kolona - Lajner
Izgubljena kolona zaštitnih cevi kao deo tehničke kolone (“Drilling Liner”)
prekriva deo kanala bušotine i pri tome se niz zaštitnih cevi ne proteže do
ušća bušotine. Izgubljena kolona postavlja se pomoću vešalice unutar
prethodno ugrađene tehničke kolone sa uobičajenim preklopom od 90-150 m,
dužine. Cementacija se obavezno vrši čitavom dužinom do vrha lajner kolone.
10

Ovaj tip zaštitnih cevi, uglavnom se ugrađuje u bušotine gde postoje velike
razlike u promeni pornih pritisaka i pritisaka frakturiranja naslaga stena. U
takvim slučajevima izgubljena kolona zamenjuje ugradnju celog niza
zaštitnih cevi. Koristi se i u uslovima nepredviđenih teškoća koje se mogu
premostiti jedino zacevljenjem. Osnovna prednost kod ugradnje izgubljene
kolone je snižavanje troškova izrade bušotine, jer se smanjuje utrošak čelika.
Izgubljena kolona mora biti testirana sa isplakom pod pritiskom da bi se
ispitala hermetičnost između vrha izgubljene kolone i sledeće veće kolone
zaštitnih cevi.
-Eksploataciona kolona:
Eksploataciona kolona se ugrađuje sa ciljem da omogući direktnu vezu
ležišta sa površinom uz potrebnu hermetičnost. Dubina zavisi od zaleganja
eksploatacionog sloja tj. ugrađuje se ~ 50 m ispod podine a prečnik zavisi od
proizvodne opreme koja se koristi. Ova kolona se uobičajeno cementira tako
da zahvati 200 m preklopa sa prethodno ugrađenom kolonom zaštitnih cevi.
Cementacijom ove kolone moraju se pokriti i izolovati svi slojevi sa
ugljovodonicima iznad pete kolone zaštitnih cevi.
11

Takođe, ova kolona omogućuje i zamenu proizvodne
opreme u bušotini u toku eksploatacionog veka bušotine.
Izgubljena kolona zaštitnih cevi kao eksploataciona
kolona (“Exploatation Liner”), ugrađuje se u bušotinu u
slučajevima kada je pritisak frakturiranja stena neznatno
veći od pornih pritisaka. Pri takvim uslovima nemoguće je
ugraditi celokupno planirani niz zaštitnih cevi i obaviti
potrebnu cementaciju. Uobičajeni postupak nakon
ispitivanja, a pre puštanja u proizvodnju je da se ove
zaštitne cevi preko “Tie-back” (kolona zaštitnih cevi od
vrha lajnera do ušća bušotine) produžuju do površine.
U bilo kojem slučaju, uspešna cementacija pokriva
međuprostor sa cementom u dužini najmanje 150 m,
iznad poslednjeg sloja sa ugljovodonicima. Ako se
izgubljena kolona koristi kao eksploataciona kolona,
obavezno je ispitivanje hermetičnosti vrha izgubljene
kolone i prethodno ugrađene kolone.
12

STANDARDIZACIJA ZAŠTITNIH CEVI I SPOJNICA
Proizvodnja zaštitnih cevi u svetu uglavnom se zasniva na preporukama
API (“American Petroleum Institute”). To, međutim, ne obavezuje korisnika
da isključivo koristi samo zaštitne cevi izrađene prema API preporukama.
Sve češće se za eksploatacione kolone na bušotinama koje uz
ugljovodonike proizvode i korozivne gasove (CO 2
,H 2
S...) koriste zaštine
cevi izrađene od legiranih čelika, koje još nisu obuhvaćene API
preporukama. Za zaštitne cevi API Spec 5CT, 7 th edition, October, 2001,
je specificirao:
•Prečnik cevi - spoljašnji
•Debljinu zida cevi (težinu po jedinici dužine)
•Kvalitet čelika (“Grade”)
•Navojni spoj (spojnice)
•Dužinu cevi
•Traku različitih boja oko tela cevi
13

Prečnik cevi - spoljašnji
• Nominalni prečnik zaštitnih cevi je spoljašnji prečnik.
• Promenom debljine zida menja se isključivo unutrašnji
prečnik cevi.
• Prema API standardu, zaštitne cevi se izrađuju u sledećim
spoljašnjim prečnicima:
4 ½” (114,3 mm) 5” (127 mm) 5 ½” (139,7 mm)
6 ⅝” (168,3 mm) 7” (177,8 mm) 7 ⅝” (193,7 mm)
8 ⅝” (219,1 mm) 9 ⅝” (244,5 mm) 10 ¾” (273,1 mm)
11 ¾” (298,4 mm) 13 ⅜” (339,7 mm) 14” (355,6 mm)
16” (406,4 mm) 18 ⅝” (473,1 mm) 20” (508,0 mm)
14

Debljina zida cevi
• Otpornost zaštitnih cevi na opterećenja i naprezanja u bušotini
zavisiće od debljine zida (t) – za cevi istog kvaliteta čelika (“Grade”) i
istog nominalnog spoljašnjeg prečnika.
• Od debljine zida zavisi i težina cevi izražena u dekanjutnima po
dužnom metru (daN/m).
• Minimalni unutrašnji prečnik, tzv. prečnik prolaznosti kolone, kontroliše
se kalibrom za proveru prohodnosti cevi - “Drift Diameter”, (pre spuštanja
u bušotinu) koji mora bez teškoća proći kroz unutrašnjost zaštitnih cevi.
15

Kvalitet čelika (“Grade”)
Kvalitet čelika određuje osnovna mehanička svojstva zaštitnih cevi, a
dodavanjem primesa čeliku i termičkom obradom poboljšavaju se
primarna mehanička i hemijska svojstva.
Prema API standardu, kvalitet zaštitnih cevi označava se sa “Grade”.
Ta oznaka (svrstavanje po kakvoći) kod zaštitnih cevi klasificira kolone
prema minimalnoj granici elastičnosti.
Zaštitne cevi sa normalnim čelikom imaju sledeće karakteristike:
“Grade”
Minimalna granica elastičnosti, (psi)
H- 40 40.000
J-55; K-55 55.000
M-65 65.000
N-80 80.000
- Ove zaštitne cevi moraju biti termički tretirane, a proizvode se kao
bešavne i šavne cevi.
- Kod ovih materijala nije definisana, tj. kontrolisana tvrdoća (HRC) i ne
sadrže C, Mn, Mo, Cr i Ni.
16

U zaštitne cevi od čelika velike jačine spadaju sledeće:
“Grade”
Minimalna granica elastičnosti, (psi)
P-110 110.000
Q-125 125.000
- “Grade“ V-150, sa minimalnom granicom elastičnosti 150.000 psi, nije
API standard;
- Ove zaštitne cevi moraju biti bešavne, tj. bez vara;
- Kod ovih materijala nije definisana, tj. kontrolisana tvrdoća (HRC).
σ
ε
σ - Minimalna granica elastičnosti
17

Zaštitne cevi sa ograničenom elastičnošću i kontrolisanom tvrdoćom:
• Cevi sa kontrolisanom tvrdoćom (Rockwell hardness) HRC, određuju
minimalne zahteve za kvalitet čelika kolona zaštitnih cevi otpornih na
korozivne fluide, kao što su: CO 2
,H 2
S, Cl i dr.
• U te vrste kvaliteta čelika spadaju sledeći “Grade”:
M-65 (22 HRC; bez C, Cr, Mn, Mo i Ni);
L-80 (23 HRC);
C-90, C-95 i T95 (25,4 HRC).
• Da bi taj čelik bio otporan na delovanje agresivnih fluida, njemu se dodaju
hrom, nikal, molibden i mangan, a svaka cev se posebno termički obrađuje.
“Grade” Hemijski sastav, (%)
C Cr Mn Mo Ni
L80 0,15-0,22 8-14 0,25-1,90 0,90-1,10 0,50
C90 0,35-0,50 1,50 1,20-1,90 0,85 0,99
C95 0,45 0 1,90 0 0
T95 0,35-0,50 0,40-1,50 1,20-1,90 0 0,99
18

Spajanje zaštitnih cevi
Zaštitne cevi, koje na spoljašnjem zidu imaju urezane navoje, međusobno
se spajaju spojnicama prstenastog oblika sa desnim navojima urezanim sa
obe strane na unutrašnjim zidovima spojnica.
API specifikacija preporučuje četiri tipa spajanja zaštitnih cevi:
• Okrugli navoji i spojnice - kratki, simbol: STC (short coupling)
• Okrugli navoji i spojnice - dugi, simbol: LC (long coupling)
• “Buttress” navoji i spojnice, oznaka: BC
• “Extremeline” navoji, oznaka: XC
19

Okrugli navoji i spojnice - STC, , LC
• Najčešće primenjivani tip spajanja zaštitnih
cevi je spojnicama sa okruglim navojem
poznat kao API-8 okrugli navoj.
• Navoj na cevi i spojnici izrađuje se u
konusu nagiba 6,25% i sa 8 navoja na 25,4
mm dužine (1”).
• Ovi navoji su V-profila sa uglom od 60º i
zaobljenim vrhovima.
• U spoju zaštitnih cevi ovim tipom navoja,
spojnica odnosno navoj spojnice je
najslabija tačka, što kod povećanih
naprezanja (zategnutosti) može izazvati
iskakanje navoja.
• Dugačke spojnice su otpornije od kratkih
spojnica u tim slučajevima.
API okrugli navojni spoj
20

“Buttress” navoji i spojnice - BC
• API je usvojio “Buttress” navoje kao trapezne
navoje.
• Efikasnost “Buttress” navoja je daleko veća
od okruglih navoja jer se primenjuju samo na
dugim spojnicama i trapezni navoj se navrće
do kraja, tako da ne postoji mogućnost
iskakanja navoja.
• Spojnica sa trapeznim navojem ima čvrstoću
na kidanje iznad granice elastičnosti tela
zaštitnih cevi.
• “Buttress” spojnica ima 5 trapeznih navoja
na 25,4 mm (1”) dužine sa kosinom nagiba od
6,25%.
API trapezni navojni spoj
21

“Extreme-Line” navoji - XC
•“Extreme-Line” navoji (integralna spojnica)
primenjuju se kod zaštitnih cevi koje se ugrađuju u
gasne bušotine sa visokim slojnim pritiscima i
agresivnim fluidima, kako bi se osigurala potpuna
nepropusnost kolone zaštitnih cevi u slučaju pucanja
ili propuštanja tubinga.
• Zaptivanje se ostvaruje dosedanjem ramena
spoljnog navoja u zaptivni žljeb unutrašnjeg navoja,
tj. zaptivanje “metal na metal”.
• Za cevi Ø 5" - 7⅝" ima 6 trapeznih navoja dok za
cevi Ø 8⅝" - 10¾" ima 5 navoja na 25,4 mm (1”)
dužine sa kosinom nagiba od 10,42%.
API “Extreme-Line” navojni spoj
22

Dužina zaštitnih cevi
Zaštitne cevi (prema API Standard 5CT) proizvode se u tri grupe dužina:
Range Dužina, m Prosečna
dužina, m
1 4,88 - 7,62 6
2 7,62 - 10,36 9
3 > 10,36 13
23

Trake različitih boja oko tela cevi
API Standard odredio je obeležavanje tela zaštitnih cevi, prema
“Grade”, različitim trakama u boji:
H40 - bez boje ili crna traka
J55 - zelena traka
K55 - dve zelene trake
M65 - jedna zelena i jedna plava traka
N80 - jedna crvena traka
L80 - jedna crvena i jedna braon traka
C90 - jedna ljubičasta traka
C95 - jedna braon traka
T95 - jedna srebrna traka
P110 - jedna bela traka
Q125 - jedna oranž traka
24

KOROZIJA ZAŠTITNIH CEVI
U bušotinama se susreću veoma složeni uslovi koji utiču na pojavu
korozije, kao što su: visoki pritisci i temperature, prisutnost agresivnih
fluida (CO 2
i H 2
S) i vode sa hloridima.
Proizvedeni fluidi, koji sadrže CO 2
i H 2
S pod visokim pritiskom i na visokoj
temperaturi uz prisustnost vode sa malom vrednošću pH, omogućavaju
pojavu veoma agresivne korozije kojoj mogu odoleti samo neki materijali.
Koroziju zaštitnih cevi uglavnom izaziva delovanje:
•Ugljendioksida (CO 2 );
•Sumporvodonika (H 2 S);
•Hlorida;
•Slojne vode i kondenzata ugljovodonika;
•Temperature (uticaj na stepen korozivnog dejstva).
25

Delovanje ugljendioksida (CO 2
)
• Ugljendioksid se rastvara u vodi i formira ugljenu kiselinu prema reakciji:
CO 2 + H 2 O = H 2 CO 3
• Rastvorljivost CO 2 u vodi je direktno proporcionalna pritisku, a obrnuto
proporcionalna temperaturi.
• Ugljena kiselina sa gvožđem stvara fero-karbonat po jednačini:
Fe + H 2 CO 3 = FeCO 3 + H 2
• Najčešća pojava korozionog oštećenja usled delovanja CO 2 na metal je u
obliku tačkaste korozije, koja se povećava sa brzinom protoka po čitavoj
površini metala.
• U naftnim bušotinama CO 2 prouzrokuje koroziju kad sadržaj vode u
proizvodnji postane dovoljno visok da prouzrokuje promenu kvašljivosti, tj.
kad metal postaje vodo-kvašljiv. Taj uslov je teško predvideti jer su
konstatovani podaci od minimalne vrednosti zavodnjavanja ležišta (1-5%),
do srednjih (20-30%) i maksimalnih (60-90%).
• Zavisnost korozivnog rastvora CO 2 od parcijalnog pritiska:
PARCIJALNI PRITISAK KOROZIVNOST CO 2
0,5 bar nije korozivan
0,5 - 2 bar moguće korozivan
2 bar korozivan
26

Delovanje sumporvodonika (H S)
2
Proizvodni fluidi koji sadrže vodu i H 2
S se smatraju kiselim sredinama i
mogu prouzrokovati više tipova korozije: koroziju opšteg tipa; tačkastu
koroziju, naponsku koroziju i razaranje metala vodonikom.
- Korozija opšteg
tipa može nastati samo uz prisustvo vode, a posebno je
jaka pri temperaturama višim od 90ºC. To je elektrohemijska korozija, čiji
se proizvod (gvožđe sulfid) taloži na površini metala u obliku crnog taloga i
postaje katoda u odnosu na nekorodirani materijal, koji je kao anoda
podvrgnut koroziji.
Delovanje H 2
S može se predstaviti sa:
Fe ++ + H 2
S + H 2 O = FeS + 2H ++
- Tačkasta
korozija je slična koroziji opšteg tipa i javlja se na vrlo malom
delu površine materijala. Uprkos neznatnom gubitku materijala, može
predstavljati značajnu opasnost zbog velike dubine prodiranja.
- Pukotine usled naponske
korozije javljaju se zbog istovremenog
hemijskog delovanja sulfidne sredine i mehaničkog naprezanja. Taj tip
oštećenja posebno je uzrokovan prodiranjem atomskog vodonika u
strukturu legure, rekombinacijom atomskog u molekularni vodonik, što
dovodi do pucanja metala pri niskim naprezanjima.
27

- Povećanje unutrašnjeg naprezanja metala zapreminskim širenjem
molekula vodonika dovodi do pucanja metala.
- Pri temperaturi iznad 80 o C razaranje metala vodonikom se bitno smanjuje,
u prelaznom području od 65-80 o C se događaju lomovi, a prava opasnost od
razaranja metala vodonikom počinje ispod 65 o C.
- Efekat naponske korozije i razaranje metala vodonikom se naziva “Sulfide
Stress Cracking - SSC” zbog toga što je vezan za vodoniksulfid. Pod
uslovima visokog naprezanja, “SSC” može biti katastrofalan i desiti se za
samo nekoliko sati, sa malom ili neevidentiranom površinskom korozijom.
Ovaj efekat je složena funkcija mnogo promenljivih, od kojih su
najznačajniji:
•Hemijski sastav metala, čvrstoća, tvrdoća, toplotna obrada i mikro
struktura
•pH vrednost
•Koncentracija H 2
S i pritiska u sistemu
•Stepen naprezanja materijala
•Temperatura
•Vreme
28

Korozivnost H 2
S u odnosu na veličinu parcijalnog pritiska je:
PARCIJALNI PRITISAK,
(bar)
KOROZIVNOST
H 2
S
0,01 korozivan
0,01 - 0,001 moguće korozivan
0,001 nije korozivan
- Parcijalni pritisak od 0,0034 bar je granični pritisak za pojavu naponske
korozije i razaranja metala vodonikom.
- Vodonikovoj koroziji ne podležu ugljenični i nisko legirani čelici, osim
ako im tvrdoća prelazi 22 HRC (čvršći materijali znatno su podložniji ovom
tipu korozije).
-Niske vrednosti pH vode u slojnom fluidu predstavljaju idealne uslove za
stvaranje H 2
S.
29

TVRDOĆA, ROCKWELL “C”
R c = 22
VREME DO OŠTEĆENJA, (časova)
Uticaj naprezanja na vreme loma materijala - oštećenja, usled H 2
S korozije za
različite tvrdoće (“Rockwell”).
30

TVRDOĆA, ROCKWELL “C”
R c = 22
VREME DO OŠTEĆENJA, (časova)
Uticaj koncentracije H 2
S na vreme loma materijala za različite tvrdoće
(“Rockwell”).
31

Korozija hloridima
- Korozija hloridima (solima) najčešće nastaje kada je u kiseloj sredini
prisutan H 2
S.
- Temperature iznad 60 o C znatno povećavaju koroziju hloridima, koja
može dovesti do loma cevnog materijala.
- Hloridi uzrokuju dva tipa korozije:
a) koroziju opšteg tipa, koja se manifestuje kao tačkasti
izgled površine sa vrlo dubokim sitnim oštećenjima;
b) naponsku koroziju koja se ogleda dubokim promenama u
metalnoj rešetki, što izaziva lom materijala i pri vrlo
malim naprezanjima.
32

Delovanje slojne vode i kondenzata ugljovodonika
- Slojna voda u obliku kondenzata ili u izvornom obliku vrlo je bitna za
prognozu korozije.
- Ona je kao kondenzat slabo mineralizovana, dok u svim drugim
slučajevima može biti jako mineralizovana, a minerali koje sadrži dejuju na
njenu pH vrednost.
- Rastvoreni CO 2
snižava pH vrednost slojne vode i na taj način stvara
idealneuslovezapojavuH 2
S korozije, što je prikazano u tabeli:
Zavisnost pH vrednosti slojne vode i stepena H 2
S korozivnosti
pH SLOJNE VODE
do 6,0
H 2
S KOROZIJA
područje H 2
S korozije
6,0 - 9,5 lomovi usled H 2
S korozije retko
se dešavaju
iznad 9,5 ne dolazi do lomova usled H 2
S
33

Uticaj temperature na stepen korozivnog dejstva
- Uticaj temperature je različit za svaki od navedenih tipova korozije.
- Hloridna korozija se pospešuje kad je temperatura viša od 65ºC.
- Na višim temperaturama od 80ºC opasnost od sulfidne korozije se bitno
smanjuje, što se tumači promenom mobilnosti vodonika sa temperaturom.
-Utvrđeno je da na višim temeraturama od 150ºC, nije zabeleženo “SSC”
oštećenje materijala.
- Povišena temperatura negativno utiče načvrstoću materijala, pa se na
temperaturi od 200ºC čvrstoća smanjuje i za 25%.
34

KRAJ
35