proanarisПроблемы анализа рискаIssues of Risk Analysis1812-52202658-7882ФГБУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ)10.32686/1812-5220-2021-18-2-60-71proanaris-487Research ArticleОЦЕНКА РИСКОВRISK ASSESSMENTАнализ нормативных требований при оценке углекислотной коррозии на объектах добычи газаAnalysis of regulatory requirements for the assessment of carbon dioxide corrosion at gas production facilitieshttps://orcid.org/0000-0002-2867-1995ЗапеваловД. Н.ZapevalovD. N.

Запевалов Дмитрий Николаевич: кандидат технических наук, начальник Корпоративного научно-технического центра коррозионного мониторинга и защиты от коррозии, Scopus Author ID: 6505661020

142717, Московская обл., Ленинский р-н, с. п. Развилковское,  пос. Развилка, Проектируемый проезд № 5537, вл. 15, стр. 1

Dmitry N. Zapevalov

Proektiruemyj proezd, 5537, 15, bldg 1, Razvilka, s.p. Razvilkovskoe,  142717, Leninsky dist., Moscow region

D_Zapevalov@vniigaz.gazprom.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8467-4103ВагаповР. К.VagapovR. K.

Вагапов Руслан Кизитович: начальник лаборатории защиты  от атмосферной и внутренней коррозии Корпоративного  научно-технического центра коррозионного мониторинга и защиты от коррозии, Scopus Author ID:  6602992733

142717, Московская обл., Ленинский р-н, с. п. Развилковское,  пос. Развилка, Проектируемый проезд № 5537, вл. 15, стр. 1

Ruslan K. Vagapov

Proektiruemyj proezd, 5537, 15, bldg 1, Razvilka, s.p. Razvilkovskoe,  142717, Leninsky dist., Moscow region

R_Vagapov@vniigaz.gazprom.ruГазпром ВНИИГАЗРоссияGazprom VNIIGAZRussian Federation2021300420211826071Copyright © Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К., 20212021Запевалов Д.Н., Вагапов Р.К.Zapevalov D.N., Vagapov R.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.risk-journal.com/jour/article/view/487

Цель. На многих месторождениях в добываемом газе присутствует коррозионно-агрессивный СО2, который в сочетании c влагой и другими факторами стимулирует интенсивное развитие процессов коррозии, в том числе и локального характера, что требует внимательного отношения к оценке коррозионной агрессивности эксплуатационных сред для выбора эффективной противокоррозионной защиты. Обеспечение надежной и безопасной эксплуатации оборудования и трубопроводов предотвращает не только техногенные риски, но и не менее важные экологические риски, которые особенно опасны для объектов морского подводного расположения для арктических прибрежных объектов.Методы. Осуществлен анализ нормативно-технической документации в области оценки коррозионных рисков, агрессивных факторов внутренней коррозии и эксплуатационных условий месторождений газа и газового конденсата.Результаты. Одним из критериев оценки коррозионной опасности является скорость коррозии стали в эксплуатационных условиях. Однако в нормативных документах преимущественно регламентирована общая скорость коррозии, которая оценивает равномерное утонение металла. Но никак не учитывается скорость локальной коррозии, которая наиболее актуальна именно для условий углекислотной коррозии стали. Еще одним инструментом для определения рисков может быть коррозионный припуск к толщине стенки трубы, который должен выбираться на этапе проектирования и который предусматривается для компенсации коррозионных потерь в процессе эксплуатации газопроводов. Показано, что регламентированный в основных нормативных документах минимальный коррозионный допуск (3 мм) является недостаточным, особенно для объектов морского расположения.Заключение. Опыт эксплуатации объектов добычи газа подтверждает, что скорость локальной коррозии может достигать нескольких мм/год. Для ее ограничения следует выбирать эффективные меры противокоррозионной защиты, например использование ингибиторов коррозии, и предусматривать обоснованный уровень допуска на коррозию, который бы учитывал соответствующий уровень коррозионных рисков на объекте добычи газа.

Aim. In many fields, the produced gas contains corrosive CO2, which, in combination with moisture and other factors, stimulates the intensive development of corrosion processes, including local ones, which requires careful attention to the assessment of the corrosiveness of operating fluids in order to select effective anti-corrosion protection. Ensuring reliable and safe operation of equipment and pipelines prevents not only man-made risks, but also no less important environmental risks, which are especially dangerous for marine underwater facilities for Arctic coastal facilities.Methods. The analysis of normative and technical documentation in the field of assessment of corrosion risks, aggressive factors of internal corrosion and operating conditions of gas and gas condensate fields has been carried out.Results. One of the criteria for assessing the corrosion hazard is the corrosion rate of steel under operating conditions. However, the normative documents predominantly regulate the general corrosion rate, which evaluates the uniform thinning of the metal. But the rate of local corrosion is in no way taken into account, which is most relevant precisely for the conditions of carbon dioxide corrosion of steel. Another tool for identifying risks can be a corrosion allowance to the pipe wall thickness, which should be selected at the design stage and which is provided to compensate for corrosion losses during the operation of gas pipelines. It is shown that the minimum corrosion allowance (3 mm) specified in the main regulatory documents is insufficient, especially for offshore facilities.Conclusion. The experience of operating gas production facilities confirms that the rate of local corrosion can reach several mm/year. To limit this, effective anti-corrosion measures should be chosen, for example, the use of corrosion inhibitors, and a reasonable level of corrosion allowance should be provided that would take into account the corresponding level of corrosion risks at the gas production facility.

объекты добычи газакоррозионные рискискорость коррозиикоррозионный припусклокальная коррозияgas production facilitiescorrosion riskscorrosion ratecorrosion allowancelocal corrosionReferencesКантюков Р. Р., Бутусов О. Б., Мешалкин В. П., Панарин В. М. Система поддержки принятия решений по управлению рисками опасных ситуаций в сложных системах газоснабжения // Программные продукты и системы. 2020. Т. 33. № 2. С. 250—256. DOI: 10.15827/0236-235X.130.250-256Kantyukov R. R., Butusov O. B., Meshalkin V. P., Panarin V. M. Decision support system for risk management of dangerous situations in complex gas supply systems. Software & Systems, 2020. Vol. 33. No. 2. P. 250—256 (In Russ.) DOI: 10.15827/0236-235X.130.250-256Харионовский В. В. Управление техническим состоянием магистральных газопроводов // Безопасность труда в промышленности. 2020. № 3. С. 40—47. DOI: 10.24000/0409-2961-2020-3-40-47Kharionovskiy V. V. Management of the main gas pipelines technical condition // Bezopasnost truda v promyshlennosti // Occupational safety in industry. 2020. No. 3. P. 40—47 (In Russ.) DOI: 10.24000/0409-2961-2020-3-40-47Слугин П.П., Полянский А.В. Оптимальный метод борьбы с углекислотной коррозией трубопроводов на Бованенковском НГКМ // Наука и техника в газовой промышленности. 2018. №2 (74). С. 104—109.Slugin P.P., Polyanskiy A.V. Optimal method for combating carbon dioxide corrosion of pipelines at Bovanenkovo oil and gas condensate field // Science and technology in the gas industry. 2018. No. 2 (74). P. 104—109 (In Russ.)Корякин А.Ю., Дикамов Д.В., Колинченко И.В. и др. Опыт подбора ингибиторов коррозии для защиты от углекислотной коррозии объектов второго участка ачимовских отложений Уренгойского нефтегазоконденсатного месторождения // Оборудование и технологии для нефтегазового комплекса. 2018. №6. С. 48—55. DOI: 10.30713/1999-6934-2018-6-48-55Koryakin A.Yu., Dikamov D.V., Kolinchenko I.V. et all Experience of corrosion inhibitors selection to protect the objects of the second site of achimovsky deposits of Urengoy oil and gas-condensate field from carbon acid corrosion // Equipment and technologies for oil and gas complex. 2018. No. 6. P. 48—55 (In Russ.) DOI: 10.30713/1999-6934-2018-6-48-55Байдин И. И. Опыт борьбы с углекислотной коррозией на Юбилейном НГКМ // Наука и техника в газовой промышленности. 2020. № 3 (83). С. 3—8.Baydin I. I. Practice of combating carbon dioxide corrosion at the Yubileynoye Oil and Gas Condensate Field // Science and technology in the gas industry. 2020. No. 3 (83). P. 3—8 (In Russ.)Петренко В. Е., Нуриев М. Ф., Шевелев М. Б. и др. Опыт разработки месторождения на шельфе Российской Федерации, оборудованного подводно-добычным комплексом // Газовая промышленность. 2018. № 11 (777). С. 8—13.Petrenko V. E., Nuriyev M. F., Shevelev M. B. et all. Experience of development and reservoir engineering at off-shore field equipped with subsea production units in the Russian Federation // Gas Industry. 2018. No. 111 (777). P. 8—13 (In Russ.)Zapevalov D., Vagapov R. Aspects of protection against carbon dioxide corrosion of gas production facilities // E3S Web of Conferences 121, 02013 (2019) Corrosion in the Oil & Gas Industry 2019. DOI 10.1051/e3sconf/201912102013Zapevalov D., Vagapov R. Aspects of protection against carbon dioxide corrosion of gas production facilities // E3S Web of Conferences 121, 02013 (2019) Corrosion in the Oil & Gas Industry 2019. DOI 10.1051/e3sconf/201912102013Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Ибатуллин К. А. Анализ воздействия основных факторов эксплуатации на коррозионную ситуацию на объектах добычи газа в присутствии диоксида углерода // Наука и техника в газовой промышленности. 2020. № 3 (83). С. 38—46.Vagapov R. K., Zapevalov D. N., Ibatullin K. A. Analysis of the effect of the main operating factors on the corrosion situation at gas production facilities in the presence of carbon dioxide // Science and technology in the gas industry. 2020. No. 3 (83). P. 38—46 (In Russ.)Лаптева Т. И., Мансуров М. Н., Шабарчина М. В. Эксплуатационная надежность морских трубопроводов в сложных инженерно-геологических условиях континентального шельфа России // Безопасность труда в промышленности. 2018. № 1. С. 30—34. DOI: 10.24000/0409-2961-2018-1-30-34Lapteva T.I., Mansurov M.N., Shabarchina M. V. Operational reliability of the offshore pipelines in the severe engineering-geological conditions of the continental shelf of Russia // Occupational safety in industry. 2018. No. 1. P. 30—34 (In Russ.) DOI: 10.24000/0409-2961-2018-1-30-34Simpson Caroline, Thomson Hunter, Frigo Dario M., Graham Gordon M., and Robert Stalker. Assessing Corrosion Risk and Selection of Appropriate Testing Programmes for Gas and Gas-Condensate Pipelines. Paper presented at the CORROSION 2017. New Orleans, Louisiana, USA. March 2017.Simpson Caroline, Thomson Hunter, Frigo Dario M., Graham Gordon M., and Robert Stalker. Assessing Corrosion Risk and Selection of Appropriate Testing Programmes for Gas and Gas-Condensate Pipelines. Paper presented at the CORROSION 2017. New Orleans, Louisiana, USA. March 2017.Sikder Hasan, Lily Sweet, Jason Hults, Genebelin Valbuena, Binder Singh. Corrosion risk-based subsea pipeline design, International Journal of Pressure Vessels and Piping, V. 159. 2018. P. 1—14. ISSN 0308-0161, https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2017.10.003Sikder Hasan, Lily Sweet, Jason Hults, Genebelin Valbuena, Binder Singh. Corrosion risk-based subsea pipeline design, International Journal of Pressure Vessels and Piping, V. 159. 2018. P. 1—14. ISSN 0308-0161, https://doi.org/10.1016/j.ijpvp.2017.10.003Мансуров М.Н., Голубин С.И., Савельев К.Н. Проблемы системного проектирования объектов морской нефтегазодобычи в Российской Федерации // Научный журнал Российского газового общества. 2020. Т. 26. №3. С. 27—36.Mansurov M.N., Golubin S.I., Savelyev K.N. System design issues of offshore oil and gas production facilities in Russian Federation // Scientific journal of the Russian gas society. 2018. No. 3 (26). P. 27—36 (In Russ.)Powell D. Integrity Management for Piggable and NonPiggable Subsea Pipelines NACE Corrosion conference. 2008. Paper 51300-08135.Powell D. Integrity Management for Piggable and NonPiggable Subsea Pipelines NACE Corrosion conference. 2008. Paper 51300-08135.Меньшиков С. Н., Мельников И. В., Малахова Ю. В., Ермилов О. М. Использование подземных резервуаров в многолетнемерзлых породах для размещения отходов бурения при строительстве газовых скважин в Арктической зоне РФ на примере Харасавэйского месторождения // Газовая промышленность. 2020. № 7 (803) С. 122—128.Menshikov S. N., Melnikov I. V., Malakhova Yu.V., Ermilov O. M. Using permafrost-buried tanks for drilling cuttings during the gas well construction in the Russian arctic exemplified by Kharasaveyskoye field // Gas industry. 2020. No. 7 (803). P. 122—128 (In Russ.)Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н. Практические аспекты использования диагностических методов совместно с другими данными контроля коррозии и имитационными испытаниями при эксплуатации объектов добычи газа в коррозионно-агрессивных условиях // Дефектоскопия. 2020. № 7. С. 61—76. DOI: 10.31857/S0130308220070076Vagapov R. K., Zapevalov D. N. Practical aspects of using diagnostic methods together with other data of corrosion control and with simulation tests during operation of gas production objects under corrosion aggressive conditions // Defectoskopiya. 2020. No 7. Р. 61—76 (In Russ.) DOI: 10.31857/S0130308220070076Paolinelli L., Nesic S. Hydrodynamic and Phase Wetting Criteria to Assess Corrosion Risk in Two-Phase Oil-Water Pipe Flows NACE Corrosion conference. 2016. Paper 51316-7408.Paolinelli L., Nesic S. Hydrodynamic and Phase Wetting Criteria to Assess Corrosion Risk in Two-Phase Oil-Water Pipe Flows NACE Corrosion conference. 2016. Paper 51316-7408.Вагапов Р. К., Ибатуллин К. А., Запевалов Д. Н. Протекание коррозионных процессов на стали при конденсации влаги и в присутствии диоксида углерода // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2020. № 8. С. 41—45. https://doi.org/10.1007/s10556-020-00825-5Vagapov, R.K., Ibatullin, K.A. & Zapevalov, D.N. Corrosion Processes on Steel Under Conditions of Moisture Condensation and in the Presence of Carbon Dioxide. Chem Petrol Eng 56, 673–680 (2020). https://doi.org/10.1007/s10556-020-00825-5Al-Abbas F., Salem Q. Top of line corrosion probabilistic risk analysis for wet sour subsea pipeline NACE corrosion conference. 2019. Paper 51319-13116.Al-Abbas F., Salem Q. Top of line corrosion probabilistic risk analysis for wet sour subsea pipeline NACE corrosion conference. 2019. Paper 51319-13116.Вагапов Р.К., Запевалов Д.Н. Коррозионная агрессивность эксплуатационных условий по отношению к стальному оборудованию и трубопроводам на объектах добычи газа, содержащего СО2 // Металлург. 2021. №1. С. 46—55.Vagapov R.K., Zapevalov D.N. Corrosiveness of operating conditions in relation to steel equipment and pipelines at facilities for producing gas containing CO2 // Metallurgist. 2021. No. 1. P. 46—55 (In Russ.)Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н. Критерии оценки коррозионной опасности и эффективности ингибиторной защиты при эксплуатации объектов добычи газа в присутствии диоксида углерода // Наука и техника в газовой промышленности. 2020. № 2 (82). С. 60—70.Vagapov R. K., Zapevalov D. N. Criteria for the assessment of corrosion hazard and the efficiency of inhibitor protection during operation of gas production facilities in the presence of carbon dioxide // Science and Technology in the Gas Industry. 2020. No. 2 (82). P. 60—70 (In Russ.)Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н., Ибатуллин К. А. Исследование коррозии объектов инфраструктуры газодобычи в присутствии CO2 аналитическими методами контроля // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2020. Т. 86. № 10. С. 23—30. https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-10-23-30Vagapov R. K., Ibatullin K. A., Zapevalov D. N. Study of corrosion of gas production infrastructure objects in the presence of CO2 by the methods of analytical control // Industrial laboratory. Diagnostics of materials. 2020. Vol. 86. No. 10. P. 23–30 (In Russ.) https://doi.org/10.26896/1028-6861-2020-86-10-23-30Запевалов Д. Н., Вагапов Р. К., Мельситдинова Р. А. Оценка коррозионных условий и решений по защите морских объектов от внутренней коррозии // Научно-технический сборник Вести газовой науки. 2018. № 4 (36). С. 79—86.Zapevalov D. N., Vagapov R. K., Melsitdinova R. A. Assessing corrosion environment and internal corrosion remedies for offshore objects // Vesti Gazovoy Nauki. 2018. No. 4 (36). P. 79—86 (In Russ.)Hagerup O., Olsen S. Corrosion Control by pH Stabilizer, Materials and Corrosion Monitoring in 160 km Multiphase Offshore Pipeline NACE Corrosion conference. 2003. Paper 03328.Hagerup O., Olsen S. Corrosion Control by pH Stabilizer, Materials and Corrosion Monitoring in 160 km Multiphase Offshore Pipeline NACE Corrosion conference. 2003. Paper 03328.Wilhelmsen А., Meisingset H. Ormen Lange-1: Extreme subsea conditions drive concept development Oil & Gas Journal. 2005; 103 (45):62–67.Wilhelmsen А., Meisingset H. Ormen Lange-1: Extreme subsea conditions drive concept development Oil & Gas Journal. 2005; 103 (45):62–67.Стрельникова К. О., Вагапов Р. К., Запевалов Д. Н. и др. Определение защитного последействия ингибиторов коррозии в присутствии агрессивного диоксида углерода на газовых месторождениях // Коррозия: материалы, защита. 2020. № 11. С. 29—37. DOI: 10.31044/1813–7016–2020–0–11–29–37Strelnikova K. O., Vagapov R. K., Zapevalov D. N. at all. Determination of protective aftereffect of corrosion inhibitors in presence of aggressive carbon dioxide in gas deposits // Korroziya: materialy, zashchita. 2020. No. 11. P. 29—37 (In Russ.) DOI: 10.31044/1813–7016–2020–0–11–29–37Wang Z. L., Zhang J. Emulsification reducing the corrosion risk of mild steel in oil–brine mixtures Corrosion Science. 2014; 86:310-317. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.06.009Wang Z. L., Zhang J. Emulsification reducing the corrosion risk of mild steel in oil–brine mixtures Corrosion Science. 2014; 86:310-317. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2014.06.009Велиюлин И. И., Кантюков Р. А., Якупов Н. М. и др. О коррозии трубопроводов // Наука и техника в газовой промышленности. 2015. № 1 (61). С. 45—50.Veliyulin I. I., Kantyukov R. A., Yakupov N. M. at all. About corrosion of pipelines // Science and technology in the gas industry. 2015. No. 1 (61), P. 45—50 (In Russ.)Велиюлин И. И., Кантюков Р. А., Якупов Н. М. и др. Модели коррозионного износа // Наука и техника в газовой промышленности. 2015. № 1 (61). С. 57—67.Veliyulin I. I., Kantyukov R. A., Yakupov N. M. at all. Corrosion wear models // Science and technology in the gas industry. 2015. No. 1 (61). P. 57—67 (In Russ.)Байдин И.И., Харитонов А.Н., Величкин А.В. Влияние углекислоты в природном газе газоконденсатной залежи нижнемеловых отложений Юбилейного нефтегазоконденсатного месторождения на эксплуатацию УКПГНТС // Наука и техника в газовой промышленности. 2018. №2 (74). С. 23—35.Baydin I.I., Kharitonov A.N., Velichkin A.V. Effect of carbon dioxide in the natural gas of the gas condensate reservoir of the Lower Cretaceous deposits of Yubileynoye oil and gas condensate field on the operation of the UKPG-NTS) // Science and technology in the gas industry. 2018. No. 2 (74). P. 23—35 (In Russ.)Piccardino J. R., Stuvik M. Internal Inspection of Wet Gas Lines Subject to Top of the Line Corrosion NACE Corrosion conference. 2004. Paper 04354.Piccardino J. R., Stuvik M. Internal Inspection of Wet Gas Lines Subject to Top of the Line Corrosion NACE Corrosion conference. 2004. Paper 04354.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.