内部腐食により、ADNOCは巨大な陸上油田のパイプラインで漏洩事故に見舞われました。この問題を解消したいという要望と、仕様と正確な将来のストリームライン完全性管理計画を定義する必要性から、溝付きフランジレス高密度ポリエチレン（HDPE）ライニング技術を炭素鋼管に適用するフィールド試験が行われました。本稿では、5年間のフィールド試験プログラムの成功について説明し、炭素鋼管へのHDPEライニングの適用は、金属管を腐食性流体から隔離することで石油パイプラインの内部腐食を軽減する費用対効果の高い方法であることを確認します。この技術は、石油パイプライン内部の腐食を管理する上で費用対効果が高いです。
ADNOCでは、フローラインは20年以上使用できるように設計されています。これは事業継続性と運用コスト削減にとって重要です。しかし、炭素鋼製のこれらのラインは、腐食性流体、バクテリア、低流量による停滞状態などによる内部腐食を受けやすいため、維持管理が困難になります。経年劣化や貯留層流体の特性変化に伴い、完全性の低下リスクが高まります。
ADNOCは、30～50バールの圧力、最高69℃の温度、70%を超える含水率でパイプラインを運用しており、大規模な陸上油田のパイプライン内部腐食による封じ込め損失の事例が多数発生しています。記録によると、選択された資産だけでも、深刻な内部腐食のある天然油パイプラインが91本以上（302キロメートル）、ガスリフトパイプラインが45本以上（100キロメートル）あります。内部腐食対策の実施を決定づけた運用条件には、低pH（4.8～5.2）、CO2（>3%）およびH2S（>3%）の存在、ガス/オイル比が481 scf/bbl以上、ライン温度が55℃以上、ライン圧力が525 psi以上などがありました。高含水率（>46%）、低流速（1 m/秒未満）、停滞流体、硫酸還元細菌の存在も対策戦略に影響を与えました。ストリームライン漏洩統計によると、これらのラインの多くは欠陥がありました。 5年間で最大14件もの漏洩が発生している。これは漏洩や生産の中断につながり、生産に悪影響を及ぼすため、深刻な問題である。
気密性の低下と、サイズ測定および正確な将来のフローライン完全性管理計画の必要性から、スケジュール 80 API 5L Gr.B 6 インチの 3.0 km でスロット付きフランジレス HDPE ライニング技術の現場試験適用が行われ、この問題を解消するために合理化されました。現場試験は、まず選択された資産の 3.527 km の炭素鋼パイプラインに適用され、その後 4.0 km のパイプラインで集中的なテストが行​​われました。
アラビア半島の湾岸協力会議（GCC）加盟の大手石油会社は、2012年にはすでに原油パイプラインや水用途向けにHDPEライナーを設置していた。シェルと共同で事業を展開するGCC加盟の大手石油会社は、20年以上にわたり水と石油用途にHDPEライニングを使用しており、この技術は石油パイプラインの内部腐食に対処するのに十分な成熟度を備えている。
ADNOCプロジェクトは2011年第2四半期に開始され、2012年第2四半期に設置されました。モニタリングは2012年4月に開始され、2017年第3四半期に完了しました。その後、テストスプールは評価と分析のためにボルージュ・イノベーションセンター（BIC）に送られます。HDPEライナーパイロットに設定された成功および失敗の基準は、ライナー設置後の漏洩ゼロ、HDPEライナーを通じたガス透過率の低さ、およびライナーの崩壊がないことでした。
論文SPE-192862では、現場試験の成功に貢献する戦略について説明しています。焦点は、石油パイプラインにおけるHDPEパイプラインの現場全体への導入に必要な健全性管理戦略を見つけるための知識を得るために、パイプラインの計画、敷設、およびHDPEライナーの性能評価にあります。この技術は、石油パイプラインおよび送電線で使用されています。既存の石油パイプラインに加えて、非金属製のHDPEライナーは新しい石油パイプラインにも使用できます。内部腐食による損傷が原因で発生するパイプラインの健全性障害を排除するためのベストプラクティスを強調しています。
論文全文では、HDPEガスケットの実装基準、ガスケット材料の選択、準備、および設置手順、空気漏れおよび静水圧試験、環状ガスベントおよび監視、ラインの試運転について説明しています。詳細なテスト後のテスト結果も示します。Streamlineライフサイクルコスト分析表は、化学薬品注入やピグ洗浄、非金属配管、裸の炭素鋼など、他の腐食抑制方法に対する炭素鋼とHDPEライニングの推定コスト効率を示しています。最初のテスト後に2回目の強化フィールドテストを実施するという決定についても説明します。最初のテストでは、フランジ接続を使用してフローラインのさまざまなセクションを接続しました。フランジは外部応力によって破損しやすいことはよく知られています。フランジ位置での手動ベントは、定期的な監視が必要で、運用コストが増加するだけでなく、透過性ガスが大気中に放出される結果にもなります。2回目の試験では、フランジを溶接されたフランジレスコネクタと自動補充システム、および閉じた排水口で終端する遠隔脱気ステーションの端にあるベント付きのスロットライナーに置き換えました。
5年間の試験により、炭素鋼管に高密度ポリエチレン（HDPE）ライニングを使用することで、金属管を腐食性流体から隔離し、石油パイプラインの内部腐食を軽減できることが確認された。
途切れることのないラインサービスを提供し、堆積物やバクテリアを除去するための内部ピグ洗浄を不要にし、スケール防止剤や殺生物剤の必要性をなくすことでコストを削減し、作業負荷を軽減することで、付加価値を高めます。
この試験の目的は、パイプラインの内部腐食を軽減し、一次封じ込め設備の喪失を防ぐことであった。
フランジ付き端子にクリップを取り付けたプレーンなHDPEライナーを最初に導入した際の教訓に基づき、再注入システムと併用して改良された、溶接フランジレス接合部を備えたスロット付きHDPEライナーが使用されている。
パイロット試験に設定された成功および失敗基準によれば、設置以来パイプラインからの漏洩は報告されていません。BICによるさらなる試験と分析により、使用済みライナーの重量が3～5%減少していることが示されましたが、5年間の使用後も化学的劣化は発生していません。亀裂にまで及んでいない傷がいくつか見つかりました。したがって、将来の設計では密度損失の違いを考慮することをお勧めします。内部腐食バリアの実装が主な焦点となるべきであり、HDPEライニングオプション（フランジをコネクタに交換してライニングを継続し、ライニングのガス透過性を克服するためにライニングにチェックバルブを適用するなど、すでに特定されている改善を含む）は信頼できるソリューションです。
この技術は内部腐食の脅威を排除し、化学処理工程において化学処理が不要となるため、運用コストを大幅に削減できます。
この技術の現場検証は、オペレーターのフローラインの健全性管理にプラスの影響を与え、フローライン内部の腐食を予防的に管理するための選択肢を増やし、全体的なコストを削減し、HSEパフォーマンスを向上させています。フランジレス溝付きHDPEライナーは、油田のフローラインにおける腐食を管理するための革新的なアプローチとして推奨されています。
HDPEライニング技術は、パイプラインの漏洩や注水ラインの中断が頻繁に発生する既存の油田・ガス田に推奨されます。
このアプリケーションは、内部漏れによるフローラインの故障数を減らし、フローラインの寿命を延ばし、生産性を向上させます。
新規の大規模開発プロジェクトでは、この技術をインライン腐食管理や監視プログラムのコスト削減に活用できます。
この記事は、JPT テクニカル エディターの Judy Feder によって執筆され、ADNOC の Abby Kalio Amabipi、Marwan Hamad Salem、Siva Prasada Grandhe、Tijender Kumar Gupta、Borouge PTE の Mohamed Ali Awadh、United Special Technical Services の Nicholas Herbig、Jeff Schell、Ted Compton による SPE 192862 論文「石油フローライン内部腐食管理のための超巨大油田におけるフランジレス溝付き HDPE ライナー適用に関する革新的な現場試験結果」のハイライトが含まれています。この論文は、2018 年 11 月 12 ～ 15 日にアブダビで開催されたアブダビ国際石油展示会および会議の準備に関するものです。この論文は査読を受けていません。
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