Korozja wewnętrzna spowodowała utratę szczelności rurociągu ADNOC na ogromnym lądowym polu naftowym. Chęć wyeliminowania tego problemu oraz konieczność zdefiniowania specyfikacji i dokładnego planu zarządzania integralnością w przyszłości doprowadziły do ​​przeprowadzenia prób terenowych z zastosowaniem technologii wykładzin z polietylenu o wysokiej gęstości (HDPE) z rowkami i bezkołnierzami w rurach ze stali węglowej. W artykule opisano udany 5-letni program prób terenowych i potwierdzono, że stosowanie wykładzin HDPE w rurach ze stali węglowej jest opłacalną metodą ograniczania korozji wewnętrznej w rurociągach naftowych poprzez izolowanie rur metalowych od płynów korozyjnych. Technologia ta jest opłacalna w zarządzaniu korozją wewnątrz rurociągów naftowych.
W ADNOC linie przepływowe są projektowane tak, aby działały dłużej niż 20 lat. Ma to duże znaczenie dla ciągłości działania przedsiębiorstwa i redukcji kosztów operacyjnych. Jednak konserwacja tych linii wykonanych ze stali węglowej staje się trudna, ponieważ są one narażone na korozję wewnętrzną wywołaną przez żrące płyny, bakterie i zastoje spowodowane niskim natężeniem przepływu. Ryzyko utraty integralności wzrasta wraz z wiekiem i zmianami właściwości płynu w złożu.
ADNOC obsługuje rurociągi pod ciśnieniem od 30 do 50 barów, w temperaturach do 69°C i przy stężeniu wody przekraczającym 70%. Firma odnotowała wiele przypadków utraty szczelności z powodu korozji wewnętrznej rurociągów na dużych polach lądowych. Zapisy pokazują, że wybrane aktywa mają ponad 91 naturalnych rurociągów naftowych (302 kilometry) i ponad 45 rurociągów z podnośnikiem gazowym (100 kilometrów) z poważną korozją wewnętrzną. Warunki pracy, które wymusiły wdrożenie łagodzenia wewnętrznej korozji, obejmowały niskie pH (4,8–5,2), obecność CO2 (>3%) i H2S (>3%), stosunek gazu do oleju większy niż 481 scf/bbl, temperaturę rurociągu powyżej 55°C, ciśnienie przepływu w rurociągu powyżej 525 psi. Wysoka zawartość wody (>46%), niska prędkość przepływu (mniej niż 1 m/s), stojąca ciecz i obecność bakterii redukujących siarczany również miały wpływ na strategie łagodzenia. Statystyki wycieków w rurociągach pokazują, że wiele spośród tych linii okazało się wadliwych, a w ciągu 5 lat doszło aż do 14 przecieków. Stanowi to poważny problem, ponieważ prowadzi do przecieków i przerw, które negatywnie wpływają na produkcję.
Utrata szczelności oraz konieczność doboru rozmiaru i sporządzenia dokładnego planu zarządzania integralnością przyszłego rurociągu doprowadziły do ​​przeprowadzenia prób terenowych zastosowania technologii wykładzin HDPE z rowkami i bezkołnierzowych na 3,0 km rurociągów zgodnych z normą Schedule 80 API 5L Gr.B o średnicy 6 cali. W celu wyeliminowania tego problemu wprowadzono usprawnienia. Najpierw próby terenowe przeprowadzono na 3,527 km rurociągów ze stali węglowej w wybranych instalacjach, a następnie przeprowadzono intensywne testy na 4,0 km rurociągów.
Koncern naftowy Gulf Cooperation Council (GCC) z Półwyspu Arabskiego zainstalował wykładziny HDPE już w 2012 r. w rurociągach do przesyłu ropy naftowej i w zastosowaniach wodnych. Koncern naftowy GCC współpracujący z firmą Shell stosuje wykładziny HDPE w zastosowaniach wodnych i naftowych od ponad 20 lat, a technologia ta jest na tyle zaawansowana, że ​​jest w stanie zapobiec wewnętrznej korozji w rurociągach naftowych.
Projekt ADNOC rozpoczęto w drugim kwartale 2011 r., a instalację zainstalowano w drugim kwartale 2012 r. Monitorowanie rozpoczęto w kwietniu 2012 r., a zakończono w trzecim kwartale 2017 r. Szpule testowe wysyłano następnie do Borouge Innovation Center (BIC) w celu oceny i analizy. Kryteria sukcesu i porażki ustalone dla pilotażowego projektu z wkładem HDPE obejmowały brak przecieków po zainstalowaniu wkładu, niską przepuszczalność gazu przez wkład HDPE i brak zapadnięcia się wkładu.
W dokumencie SPE-192862 opisano strategie, które przyczyniają się do powodzenia prób terenowych. Skupiono się na planowaniu, układaniu rurociągów i ocenie działania wykładzin HDPE w celu zdobycia wiedzy niezbędnej do określenia strategii zarządzania integralnością na potrzeby wdrażania rurociągów HDPE w rurociągach naftowych w całym terenie. Technologia ta jest stosowana w rurociągach naftowych i liniach przesyłowych. Oprócz istniejących rurociągów naftowych, w nowych rurociągach naftowych można stosować niemetalowe wykładziny HDPE. Podkreślono najlepsze praktyki w zakresie eliminowania usterek integralności rurociągów spowodowanych uszkodzeniami spowodowanymi korozją wewnętrzną.
Pełna wersja artykułu opisuje kryteria wdrażania uszczelek HDPE; dobór materiału uszczelek, przygotowanie i kolejność instalacji; szczelność powietrza i badania hydrostatyczne; pierścieniowe odpowietrzanie i monitorowanie gazu; uruchomienie linii; i szczegółowe wyniki testów potestowych. Tabela analizy kosztów cyklu życia Streamline ilustruje szacowaną opłacalność stosowania wykładzin ze stali węglowej w porównaniu z wykładzinami z HDPE w przypadku innych metod ograniczania korozji, w tym wtrysku chemicznego i czyszczenia rurociągów, rurociągów niemetalowych oraz gołej stali węglowej. Wyjaśniono również decyzję o przeprowadzeniu drugiego ulepszonego testu terenowego po teście początkowym. W pierwszym teście do połączenia różnych odcinków linii przepływowej użyto połączeń kołnierzowych. Powszechnie wiadomo, że kołnierze są podatne na awarie z powodu naprężeń zewnętrznych. Ręczne odpowietrzanie w miejscach kołnierzy wymaga nie tylko okresowego monitorowania, co zwiększa koszty operacyjne, ale również skutkuje emisją gazów przepuszczalnych do atmosfery. W drugim teście kołnierze zastąpiono spawanymi złączami bezkołnierzowymi z automatycznym systemem napełniania oraz szczelinową wykładziną z odpowietrznikiem na końcu zdalnej stacji odgazowującej, która kończyłaby się w zamkniętym odpływie.
Pięcioletnie badania potwierdziły, że stosowanie wykładzin HDPE w rurach ze stali węglowej może ograniczyć korozję wewnętrzną rurociągów naftowych poprzez izolowanie rur metalowych od płynów korozyjnych.
Zwiększ wartość, zapewniając nieprzerwaną obsługę linii, eliminując konieczność wewnętrznego czyszczenia w celu usuwania osadów i bakterii, oszczędzając koszty poprzez wyeliminowanie konieczności stosowania środków chemicznych zapobiegających osadzaniu się kamienia i biocydów oraz zmniejszając obciążenie pracą
Celem testu było ograniczenie korozji wewnętrznej rurociągu i zapobiegnięcie utracie pierwotnej szczelności.
Wkładki z HDPE z rowkami i spawanymi połączeniami bezkołnierzowymi są stosowane w połączeniu z systemem ponownego wtrysku jako udoskonalenie oparte na doświadczeniach z początkowego stosowania prostych wkładek z HDPE z zaciskami na zaciskach kołnierzowych.
Zgodnie z kryteriami sukcesu i porażki ustalonymi dla pilotażu, od momentu instalacji nie odnotowano żadnych wycieków w rurociągu. Dalsze testy i analizy przeprowadzone przez BIC wykazały 3-5% redukcję masy zastosowanej wykładziny, która nie powoduje degradacji chemicznej po 5 latach użytkowania. Znaleziono kilka zarysowań, które nie rozciągały się na pęknięcia. Dlatego zaleca się uwzględnienie różnicy w utracie gęstości w przyszłych projektach. Głównym celem powinno być wdrożenie wewnętrznych barier antykorozyjnych, przy czym opcje wykładziny HDPE (w tym już zidentyfikowane ulepszenia, takie jak zastąpienie kołnierzy złączami, kontynuacja wykładziny i zastosowanie zaworu zwrotnego w wykładzinie w celu pokonania przepuszczalności gazów przez wykładzinę) są niezawodnym rozwiązaniem.
Technologia ta eliminuje zagrożenie korozji wewnętrznej i pozwala znacząco obniżyć koszty operacyjne podczas procedur obróbki chemicznej, ponieważ nie jest wymagana żadna obróbka chemiczna.
Testowanie tej technologii w terenie miało pozytywny wpływ na zarządzanie integralnością rurociągów przez operatorów, zapewniając więcej opcji proaktywnego zarządzania korozją wewnętrzną rurociągów, co obniża ogólne koszty i poprawia wydajność HSE. Bezkołnierzowe rowkowane wykładziny HDPE są zalecane jako innowacyjne podejście do zarządzania korozją w rurociągach opływowych na złożach ropy naftowej.
Technologia wykładzin HDPE jest zalecana w przypadku istniejących złóż ropy naftowej i gazu, w których częste są nieszczelności rurociągów i przerwy w dostawie wody.
Zastosowanie to zmniejszy liczbę awarii linii przepływowych spowodowanych nieszczelnościami wewnętrznymi, wydłuży żywotność linii przepływowej i zwiększy wydajność.
Nowe, kompletne projekty mogą wykorzystywać tę technologię do zarządzania korozją w trybie on-line oraz obniżania kosztów programów monitorowania.
Niniejszy artykuł został napisany przez redaktora technicznego JPT Judy Feder i zawiera najważniejsze fragmenty artykułu SPE 192862 „Wyniki innowacyjnych prób terenowych zastosowania bezkołnierzowej wykładziny rowkowanej z HDPE w supergigantycznym polu do zarządzania korozją wewnętrzną rurociągów olejowych” autorstwa Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwana Hamada Salema, Sivy Prasady Grandhe i Tijendera Kumara Gupty z ADNOC; Mohameda Aliego Awadha z Borouge PTE; Nicholasa Herbiga, Jeffa Schella i Teda Comptona z United Special Technical Services na targi 2018 w Abu Zabi, które odbędą się w dniach 12–15 listopada. Przygotuj się na Międzynarodowe Targi Naftowe i Konferencję w Abu Zabi. Niniejszy artykuł nie został zrecenzowany.
Journal of Petroleum Technology jest głównym czasopismem Society of Petroleum Engineers, w którym można znaleźć rzetelne informacje i artykuły na temat postępów w technologii poszukiwań i produkcji, zagadnień związanych z przemysłem naftowym i gazowym, a także aktualności dotyczące SPE i jego członków.