La corrosione interna ha causato la perdita di contenimento del gasdotto ADNOC in un enorme giacimento petrolifero onshore. La volontà di eliminare questo problema e la necessità di definire una specifica e un piano di gestione dell'integrità del flusso futuro accurato hanno portato all'applicazione sul campo della tecnologia di rivestimento in polietilene ad alta densità (HDPE) scanalato e senza flangia in tubi di acciaio al carbonio. Questo articolo descrive un programma di test sul campo di successo della durata di 5 anni e conferma che l'applicazione di rivestimenti in HDPE in tubi di acciaio al carbonio è un metodo economicamente vantaggioso per mitigare la corrosione interna negli oleodotti isolando i tubi metallici dai fluidi corrosivi. La tecnologia è economicamente vantaggiosa nella gestione della corrosione all'interno degli oleodotti.
In ADNOC, le condotte di flusso sono progettate per durare oltre 20 anni. Questo è importante per la continuità aziendale e la riduzione dei costi operativi. Tuttavia, la manutenzione di queste condotte in acciaio al carbonio diventa complessa perché sono soggette a corrosione interna causata da fluidi corrosivi, batteri e condizioni di ristagno dovute a basse portate. Il rischio di cedimento strutturale aumenta con l'età e con le variazioni delle proprietà del fluido nel giacimento.
ADNOC gestisce oleodotti a pressioni da 30 a 50 bar, temperature fino a 69 °C e percentuali di acqua superiori al 70%, e ha subito numerosi casi di perdita di contenimento a causa della corrosione interna negli oleodotti in grandi giacimenti onshore. I registri mostrano che solo le risorse selezionate hanno più di 91 oleodotti (302 chilometri) e più di 45 oleodotti per il sollevamento del gas (100 chilometri) con grave corrosione interna. Le condizioni operative che hanno imposto l'implementazione della mitigazione della corrosione interna includevano pH basso (4,8–5,2), presenza di CO2 (>3%) e H2S (>3%), rapporto gas/olio superiore a 481 scf/bbl, temperatura della linea superiore a 55 °C, pressione di linea superiore a 525 psi. Anche l'alto contenuto di acqua (>46%), la bassa velocità di flusso (inferiore a 1 m/sec), il fluido stagnante e la presenza di batteri solfato-riduttori hanno influenzato le strategie di mitigazione. Le statistiche sulle perdite di flusso mostrano che molte di queste linee erano difettoso, con ben 14 perdite in un periodo di 5 anni. Ciò rappresenta un grave problema in quanto provoca perdite e interruzioni che influiscono negativamente sulla produzione.
La perdita di tenuta e la necessità di dimensionamento e di un accurato piano di gestione dell'integrità futura della condotta hanno portato a un'applicazione di prova sul campo della tecnologia di rivestimento in HDPE scanalato e senza flangia in 3,0 km di condotte Schedule 80 API 5L Gr.B da 6 pollici per eliminare questo problema. Le prove sul campo sono state inizialmente applicate a 3,527 km di condotte in acciaio al carbonio presso impianti selezionati, seguite da test intensivi su 4,0 km di condotte.
La principale compagnia petrolifera del Consiglio di Cooperazione del Golfo (CCG) nella penisola arabica aveva installato rivestimenti in HDPE già nel 2012 per oleodotti e applicazioni idriche. Una delle principali compagnie petrolifere del CCG che opera in collaborazione con Shell utilizza rivestimenti in HDPE per applicazioni idriche e petrolifere da oltre 20 anni e la tecnologia è sufficientemente matura per affrontare la corrosione interna negli oleodotti.
Il progetto ADNOC è stato avviato nel secondo trimestre del 2011 e installato nel secondo trimestre del 2012. Il monitoraggio è iniziato nell'aprile del 2012 ed è stato completato nel terzo trimestre del 2017. I campioni di prova vengono quindi inviati al Borouge Innovation Center (BIC) per la valutazione e l'analisi. I criteri di successo e fallimento stabiliti per il progetto pilota con rivestimento in HDPE erano: assenza di perdite dopo l'installazione del rivestimento, bassa permeabilità al gas attraverso il rivestimento in HDPE e assenza di collasso del rivestimento.
Il documento SPE-192862 descrive le strategie che contribuiscono al successo delle prove sul campo. L'attenzione si concentra sulla pianificazione, la posa delle condotte e la valutazione delle prestazioni dei rivestimenti in HDPE per acquisire le conoscenze necessarie a individuare strategie di gestione dell'integrità per l'implementazione su vasta scala di condotte in HDPE negli oleodotti. Questa tecnologia è utilizzata negli oleodotti e nelle linee di trasmissione. Oltre agli oleodotti esistenti, i rivestimenti non metallici in HDPE possono essere utilizzati per i nuovi oleodotti. Vengono evidenziate le migliori pratiche per eliminare i cedimenti dell'integrità delle condotte dovuti a danni da corrosione interna.
Il documento completo descrive i criteri di implementazione per le guarnizioni in HDPE; la selezione del materiale della guarnizione, la preparazione e la sequenza di installazione; le prove di tenuta all'aria e idrostatiche; lo sfiato anulare del gas e il monitoraggio; la messa in servizio della linea; e i risultati dettagliati delle prove post-test. La tabella di analisi dei costi del ciclo di vita Streamline illustra la stima del rapporto costi-efficacia dell'acciaio al carbonio rispetto ai rivestimenti in HDPE per altri metodi di mitigazione della corrosione, tra cui l'iniezione chimica e la pulizia con pig, le tubazioni non metalliche e l'acciaio al carbonio nudo. Viene inoltre spiegata la decisione di condurre un secondo test sul campo avanzato dopo il test iniziale. Nel primo test, sono state utilizzate connessioni flangiate per collegare le varie sezioni della condotta. È noto che le flange sono soggette a guasti a causa di sollecitazioni esterne. Lo sfiato manuale in corrispondenza delle flange non solo richiede un monitoraggio periodico, che aumenta i costi operativi, ma comporta anche emissioni di gas permeabili nell'atmosfera. Nella seconda prova, le flange sono state sostituite con connettori saldati senza flangia con un sistema di riempimento automatico e un rivestimento scanalato con uno sfiato all'estremità della stazione di degassamento remota che termina in uno scarico chiuso.
Una sperimentazione quinquennale conferma che l'utilizzo di rivestimenti in HDPE nei tubi in acciaio al carbonio può mitigare la corrosione interna negli oleodotti, isolando i tubi metallici dai fluidi corrosivi.
Aggiungete valore fornendo un servizio di linea ininterrotto, eliminando la necessità di pulizia interna con pig per rimuovere depositi e batteri, riducendo i costi grazie all'eliminazione della necessità di prodotti chimici anticalcare e biocidi e diminuendo il carico di lavoro.
Lo scopo del test era quello di mitigare la corrosione interna della condotta e prevenire la perdita del contenimento primario.
I rivestimenti in HDPE scanalati con giunti saldati senza flangia vengono utilizzati in combinazione con il sistema di re-iniezione come miglioramento basato sulle lezioni apprese dall'impiego iniziale di rivestimenti in HDPE lisci con clip sui terminali flangiati.
Secondo i criteri di successo e fallimento stabiliti per il progetto pilota, non sono state segnalate perdite nella condotta dall'installazione. Ulteriori test e analisi da parte di BIC hanno mostrato una riduzione di peso del 3-5% nel rivestimento usato, che non causa degradazione chimica dopo 5 anni di utilizzo. Sono stati rilevati alcuni graffi che non si estendevano nelle crepe. Pertanto, si raccomanda di considerare la differenza di perdita di densità nelle future progettazioni. L'implementazione di barriere interne contro la corrosione dovrebbe essere l'obiettivo principale, dove le opzioni di rivestimento in HDPE (inclusi i miglioramenti già identificati come la sostituzione delle flange con connettori e il prolungamento del rivestimento e l'applicazione di una valvola di ritegno nel rivestimento per superare la permeabilità ai gas del rivestimento) rappresentano una soluzione affidabile.
Questa tecnologia elimina il rischio di corrosione interna e consente un notevole risparmio sui costi operativi durante le procedure di trattamento chimico, poiché non è necessario alcun trattamento chimico.
La validazione sul campo della tecnologia ha avuto un impatto positivo sulla gestione dell'integrità delle condotte da parte degli operatori, offrendo maggiori opzioni per la gestione proattiva della corrosione interna delle condotte, riducendo i costi complessivi e migliorando le prestazioni in materia di salute, sicurezza e ambiente (HSE). I rivestimenti scanalati in HDPE senza flangia sono raccomandati come approccio innovativo per la gestione della corrosione nelle condotte petrolifere.
La tecnologia di rivestimento in HDPE è consigliata per i giacimenti petroliferi e di gas esistenti, dove le perdite nelle condotte e le interruzioni delle linee di iniezione dell'acqua sono frequenti.
Questa applicazione ridurrà il numero di guasti alle condotte causati da perdite interne, prolungherà la durata delle condotte e aumenterà la produttività.
I nuovi progetti di sviluppo di interi siti possono utilizzare questa tecnologia per la gestione in linea della corrosione e per ottenere risparmi sui costi dei programmi di monitoraggio.
Questo articolo è stato scritto da Judy Feder, Technical Editor di JPT, e contiene i punti salienti del documento SPE 192862, "Innovative Field Trial Trial Results of Flangeless Grooved HDPE Liner Application in a Super Gigantic Field for Oil Flowline Internal Corrosion Management" di Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe e Tijender Kumar Gupta di ADNOC; Mohamed Ali Awadh, Borouge PTE; Nicholas Herbig, Jeff Schell e Ted Compton di United Special Technical Services per l'Abu Dhabi International Petroleum Exhibition and Conference 2018, che si è tenuta ad Abu Dhabi dal 12 al 15 novembre. Questo documento non è stato sottoposto a revisione paritaria.
Il Journal of Petroleum Technology è la rivista di punta della Society of Petroleum Engineers e offre autorevoli articoli e approfondimenti sui progressi nelle tecnologie di esplorazione e produzione, sulle problematiche del settore petrolifero e del gas e sulle novità riguardanti la SPE e i suoi membri.