La corrosion interne a entraîné des pertes de confinement dans l'oléoduc d'un immense champ pétrolier terrestre exploité par ADNOC. Afin d'éliminer ce problème et de définir un cahier des charges ainsi qu'un plan précis de gestion de l'intégrité de l'oléoduc, des essais sur le terrain ont été menés sur des conduites en acier au carbone revêtues de polyéthylène haute densité (PEHD) rainuré et sans bride. Cet article décrit un programme d'essais concluant mené sur le terrain pendant cinq ans et confirme que l'application de revêtements en PEHD sur les conduites en acier au carbone constitue une méthode rentable pour atténuer la corrosion interne des oléoducs en isolant les conduites métalliques des fluides corrosifs. Cette technologie s'avère rentable pour la gestion de la corrosion à l'intérieur des oléoducs.
Chez ADNOC, les conduites d'écoulement sont conçues pour durer plus de 20 ans. Ceci est essentiel pour la continuité des activités et la réduction des coûts d'exploitation. Cependant, la maintenance de ces conduites en acier au carbone s'avère complexe en raison de leur sensibilité à la corrosion interne due aux fluides corrosifs, aux bactéries et à la stagnation causée par les faibles débits. Le risque de défaillance augmente avec l'âge et les variations des propriétés du fluide du réservoir.
ADNOC exploite des pipelines à des pressions de 30 à 50 bars, des températures atteignant 69 °C et des teneurs en eau supérieures à 70 %. L'entreprise a subi de nombreuses pertes de confinement dues à la corrosion interne des pipelines dans les grands gisements terrestres. Les données montrent que les actifs sélectionnés comprennent à eux seuls plus de 91 oléoducs (302 kilomètres) et plus de 45 gazoducs (100 kilomètres) présentant une corrosion interne sévère. Les conditions d'exploitation ayant nécessité la mise en œuvre de mesures d'atténuation de la corrosion interne incluaient un pH faible (4,8–5,2), la présence de CO₂ (> 3 %) et de H₂S (> 3 %), un rapport gaz/pétrole supérieur à 481 scf/bbl, une température de la conduite supérieure à 55 °C et une pression de conduite supérieure à 525 psi. Une teneur en eau élevée (> 46 %), une faible vitesse d'écoulement (inférieure à 1 m/s), la stagnation du fluide et la présence de bactéries sulfato-réductrices ont également influencé les stratégies d'atténuation. Les statistiques de fuites montrent que nombre de ces conduites étaient défectueuses, avec un nombre important de fuites. Quatorze fuites sur une période de cinq ans. Cela constitue un problème sérieux car cela entraîne des fuites et des interruptions qui affectent négativement la production.
La perte d'étanchéité et la nécessité d'un dimensionnement et d'un plan précis de gestion de l'intégrité future des conduites ont conduit à une application expérimentale sur le terrain de la technologie de revêtement en PEHD sans bride et à fentes sur 3,0 km de conduites Schedule 80 API 5L Gr.B 6 pouces afin d'éliminer ce problème. Les essais sur le terrain ont d'abord été appliqués à 3,527 km de pipelines en acier au carbone sur des actifs sélectionnés, suivis de tests intensifs sur 4,0 km de pipelines.
Une grande compagnie pétrolière du Conseil de coopération du Golfe (CCG) dans la péninsule arabique avait installé des revêtements en PEHD dès 2012 pour les oléoducs et les applications d'eau. Une grande compagnie pétrolière du CCG opérant en collaboration avec Shell utilise des revêtements en PEHD pour les applications d'eau et de pétrole depuis plus de 20 ans, et la technologie est suffisamment mature pour lutter contre la corrosion interne dans les oléoducs.
Le projet ADNOC a été lancé au deuxième trimestre 2011 et installé au deuxième trimestre 2012. Le suivi a débuté en avril 2012 et s'est achevé au troisième trimestre 2017. Les tronçons d'essai sont ensuite envoyés au Centre d'innovation de Borouge (BIC) pour évaluation et analyse. Les critères de succès et d'échec fixés pour le projet pilote de revêtement en PEHD étaient l'absence de fuite après l'installation du revêtement, une faible perméabilité aux gaz à travers le revêtement en PEHD et l'absence d'affaissement du revêtement.
Le document SPE-192862 décrit les stratégies contribuant au succès des essais sur le terrain. Il porte sur la planification, la pose de pipelines et l'évaluation des performances des revêtements en PEHD afin d'acquérir les connaissances nécessaires à l'élaboration de stratégies de gestion de l'intégrité pour le déploiement à grande échelle de pipelines en PEHD dans les oléoducs. Cette technologie est utilisée dans les oléoducs et les lignes de transport d'hydrocarbures. Outre les oléoducs existants, les revêtements non métalliques en PEHD peuvent être utilisés pour les nouveaux oléoducs. Le document met en lumière les meilleures pratiques pour éliminer les défaillances d'intégrité des pipelines dues à la corrosion interne.
L'article complet décrit les critères de mise en œuvre des joints en PEHD ; la sélection, la préparation et la séquence d'installation des joints ; les essais d'étanchéité à l'air et hydrostatiques ; la purge et la surveillance des gaz annulaires ; la mise en service de la ligne ; et les résultats détaillés des essais post-démarrage. Le tableau d'analyse du coût du cycle de vie de la conduite illustre la rentabilité estimée des revêtements en acier au carbone par rapport aux revêtements en PEHD pour d'autres méthodes de protection contre la corrosion, notamment l'injection de produits chimiques et le raclage, la tuyauterie non métallique et l'acier au carbone nu. La décision de mener un deuxième essai sur le terrain après le premier essai est également expliquée. Lors du premier essai, des raccords à brides ont été utilisés pour connecter les différentes sections de la conduite. Il est bien connu que les brides sont sujettes à la défaillance en raison des contraintes externes. La purge manuelle au niveau des brides nécessite non seulement une surveillance périodique, ce qui augmente les coûts d'exploitation, mais entraîne également des émissions de gaz perméables dans l'atmosphère. Lors du deuxième essai, les brides ont été remplacées par des connecteurs soudés sans bride avec un système de remplissage automatique et un revêtement fendu avec un évent à l'extrémité de la station de dégazage distante qui se terminerait par un drain fermé.
Un essai de 5 ans confirme que l'utilisation de revêtements en PEHD dans les tuyaux en acier au carbone peut atténuer la corrosion interne des oléoducs en isolant les tuyaux métalliques des fluides corrosifs.
Apporter de la valeur ajoutée en assurant un service de ligne continu, en éliminant le raclage interne pour retirer les dépôts et les bactéries, en réalisant des économies en supprimant le besoin de produits chimiques antitartre et de biocides, et en réduisant la charge de travail.
L'objectif du test était d'atténuer la corrosion interne du pipeline et d'empêcher la perte de l'étanchéité primaire.
Les gaines en PEHD fendues avec joints soudés sans bride sont utilisées conjointement avec le système de réinjection comme une amélioration basée sur les leçons tirées du déploiement initial de gaines en PEHD simples avec clips sur les terminaux à bride.
Conformément aux critères de réussite et d'échec définis pour le projet pilote, aucune fuite n'a été signalée sur le pipeline depuis son installation. Des tests et analyses complémentaires réalisés par BIC ont montré une réduction de poids de 3 à 5 % du revêtement usagé, sans dégradation chimique après 5 ans d'utilisation. Quelques rayures ont été constatées, sans toutefois atteindre les fissures. Il est donc recommandé de prendre en compte cette différence de perte de densité dans les conceptions futures. La mise en œuvre de barrières anticorrosion internes doit être une priorité, et les options de revêtement en PEHD (y compris les améliorations déjà identifiées telles que le remplacement des brides par des raccords et la poursuite du revêtement, ainsi que l'ajout d'un clapet anti-retour pour limiter la perméabilité aux gaz) constituent une solution fiable.
Cette technologie élimine le risque de corrosion interne et permet de réaliser d'importantes économies sur les frais d'exploitation lors des traitements chimiques, puisqu'aucun traitement chimique n'est nécessaire.
La validation sur le terrain de cette technologie a eu un impact positif sur la gestion de l'intégrité des conduites par les opérateurs, offrant davantage d'options pour une gestion proactive de la corrosion interne des conduites, réduisant ainsi les coûts globaux et améliorant les performances HSE. Les revêtements rainurés en PEHD sans bride sont recommandés comme une approche innovante pour la gestion de la corrosion dans les conduites des champs pétrolifères.
La technologie de revêtement en PEHD est recommandée pour les champs pétroliers et gaziers existants où les fuites de pipelines et les interruptions des conduites d'injection d'eau sont fréquentes.
Cette application permettra de réduire le nombre de défaillances des conduites d'écoulement dues aux fuites internes, d'allonger la durée de vie des conduites et d'accroître la productivité.
Les nouveaux projets d'aménagement de sites complets peuvent utiliser cette technologie pour la gestion de la corrosion en ligne et réaliser des économies sur les programmes de surveillance.
Cet article, rédigé par Judy Feder, rédactrice technique chez JPT, reprend les points saillants de l'article SPE 192862 intitulé « Résultats d'un essai innovant sur le terrain : application d'une gaine rainurée en PEHD sans bride dans un champ pétrolier géant pour la gestion de la corrosion interne des conduites d'écoulement », par Abby Kalio Amabipi (SPE), Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe et Tijender Kumar Gupta (ADNOC), Mohamed Ali Awadh (Borouge PTE), Nicholas Herbig, Jeff Schell et Ted Compton (United Special Technical Services), présenté à l'occasion de la Conférence et exposition internationale du pétrole d'Abu Dhabi (12-15 novembre 2018). Cet article n'a pas fait l'objet d'une évaluation par les pairs.
Le Journal of Petroleum Technology est la revue phare de la Society of Petroleum Engineers, proposant des articles et des analyses faisant autorité sur les progrès des technologies d'exploration et de production, les problématiques de l'industrie pétrolière et gazière, ainsi que des actualités concernant la SPE et ses membres.