Korozja wewnętrzna spowodowała utratę szczelności rurociągu ADNOC na ogromnym lądowym polu naftowym. Chęć wyeliminowania tego problemu oraz konieczność określenia specyfikacji i dokładnego planu zarządzania integralnością usprawnień doprowadziły do ​​przeprowadzenia prób terenowych technologii wykładzin z polietylenu o dużej gęstości (HDPE) z rowkami i bezkołnierzami w rurach ze stali węglowej. W artykule opisano udany 5-letni program testów 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 żrących płynów. Technologia ta jest opłacalną metodą zarządzania 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%. W wielu przypadkach doszło do 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 dyktowały 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 większą niż 55°C, ciśnienie przepływu w rurociągu powyżej 525 psi. Na strategie łagodzenia miały również wpływ wysoka zawartość wody (>46%), niska prędkość przepływu (mniej niż 1 m/s), zastój cieczy i obecność bakterii redukujących siarczany. Statystyki dotyczące wycieków w rurociągach pokazują, że wiele spośród tych linii okazało się wadliwych – w ciągu 5 lat doszło aż do 14 przecieków. Stwarza to poważny problem, ponieważ prowadzi do przecieków i przerw, które negatywnie wpływają na produkcję.
Utrata szczelności oraz konieczność doboru rozmiaru i dokładnego planu zarządzania integralnością przyszłego rurociągu doprowadziły do ​​przeprowadzenia prób terenowych zastosowania technologii wykładzin HDPE z rowkami i bezkołnierzowych na 3,0 km rurociągów API 5L Gr.B o średnicy 6 cali według harmonogramu 80. Opracowano usprawnienia eliminujące ten problem. Najpierw przeprowadzono próby terenowe na 3,527 km rurociągów ze stali węglowej w wybranych instalacjach, a następnie przeprowadzono intensywne testy na 4,0 km rurociągów.
Duży koncern naftowy z Półwyspu Arabskiego, będący członkiem Rady Współpracy Zatoki Perskiej (GCC), zainstalował wykładziny HDPE już w 2012 r. w rurociągach do przesyłu ropy naftowej i w zastosowaniach wodnych. Duży koncern naftowy z GCC współpracujący z Shell stosuje wykładziny HDPE w zastosowaniach wodnych i naftowych od ponad 20 lat, a technologia ta jest na tyle zaawansowana, że ​​pozwala na zapobieganie wewnętrznej korozji w rurociągach do przesyłu ropy.
Projekt ADNOC rozpoczęto w drugim kwartale 2011 r., a instalację ukończono w drugim kwartale 2012 r. Monitorowanie rozpoczęto w kwietniu 2012 r., a zakończono w trzecim kwartale 2017 r. Następnie szpule testowe wysyłano do Borouge Innovation Center (BIC) w celu oceny i analizy. Kryteria sukcesu i porażki ustalone dla pilotażu wykładziny HDPE obejmowały brak przecieku po zainstalowaniu wykładziny, niską przepuszczalność gazu przez wykładzinę HDPE i brak zapadnięcia się wykładziny.
W dokumencie SPE-192862 opisano strategie, które przyczyniają się do powodzenia prób terenowych. Skupiono się na planowaniu, układaniu rurociągów i ocenie wydajności 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. Przedstawiono najlepsze praktyki eliminowania usterek integralności rurociągów spowodowanych uszkodzeniami spowodowanymi wewnętrzną korozją.
Pełna wersja artykułu opisuje kryteria wdrażania uszczelek HDPE; dobór materiału uszczelek, przygotowanie i kolejność instalacji; szczelność powietrza i testy hydrostatyczne; odpowietrzanie i monitorowanie gazów pierścieniowych; uruchomienie linii; i szczegółowe wyniki testów końcowych. Tabela Streamline Life Cycle Cost Analysis 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 i gołej stali węglowej. Wyjaśniono również decyzję o przeprowadzeniu drugiego ulepszonego testu terenowego po teście początkowym. W pierwszym teście do łączenia różnych odcinków linii przepływowej użyto połączeń kołnierzowych. Powszechnie wiadomo, że kołnierze są podatne na uszkodzenia z powodu naprężeń zewnętrznych. Ręczne odpowietrzanie w miejscach kołnierzy wymaga nie tylko okresowego monitorowania, co zwiększa koszty operacyjne, ale również skutkuje przepuszczalną emisją gazów 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 badanie potwierdziło, że stosowanie wykładzin HDPE w rurach ze stali węglowej może ograniczyć korozję wewnętrzną rurociągów naftowych poprzez izolację rur metalowych od płynów korozyjnych.
Zwiększ wartość, zapewniając nieprzerwaną pracę linii, eliminując konieczność wewnętrznego czyszczenia w celu usuwania osadów i bakterii, oszczędzając koszty poprzez wyeliminowanie konieczności stosowania środków chemicznych i biocydów zapobiegających osadzaniu się kamienia oraz zmniejszając obciążenie pracą
Celem testu było ograniczenie korozji wewnętrznej rurociągu i zapobiegnięcie utracie pierwotnego zabezpieczenia.
Wkładki z HDPE z rowkami i spawanymi połączeniami bezkołnierzowymi są stosowane w połączeniu z systemem ponownego wtrysku jako udoskonalenie oparte na wnioskach wyciągniętych 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, co 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 gazu przez wykładzinę) są niezawodnym rozwiązaniem.
Technologia ta eliminuje ryzyko korozji wewnętrznej i pozwala na znaczne oszczędności kosztów operacyjnych podczas procedur obróbki chemicznej, gdyż nie jest wymagana żadna obróbka chemiczna.
Testy terenowe tej technologii przyniosły pozytywne efekty w zakresie zarządzania integralnością rurociągów przez operatorów, zapewniając więcej opcji proaktywnego zarządzania korozją wewnętrzną rurociągu, obniżając ogólne koszty i poprawiając 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, gdzie częste są nieszczelności rurociągów i przerwy w działaniu linii wtrysku wody.
Zastosowanie to zmniejszy liczbę awarii linii przepływowych spowodowanych nieszczelnościami wewnętrznymi, wydłuży żywotność linii przepływowej i zwiększy wydajność.
W przypadku nowych, kompleksowych projektów technologia ta może być wykorzystywana 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 informacje z dokumentu SPE 192862, „Innowacyjne wyniki prób terenowych zastosowania bezkołnierzowej rowkowanej wykładziny HDPE w supergigantycznym polu do zarządzania wewnętrzną korozją rurociągów olejowych” autorstwa Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwana Hamada Salema, Sivy Prasady Grandhe i Tijendera Kumara Gupty z ADNOC; Mohameda Aliego Awadha, Borouge PTE; Nicholasa Herbiga, Jeffa Schella i Teda Comptona z United Special Technical Services na targi 2018 w Abu Zabi, 12–15 listopada Przygotuj się na Międzynarodowe Targi Naftowe i Konferencję w Abu Zabi. Niniejszy dokument nie został zrecenzowany.
Journal of Petroleum Technology jest sztandarowym czasopismem Society of Petroleum Engineers, w którym publikowane są wiarygodne streszczenia i artykuły na temat postępów w technologii poszukiwań i produkcji, zagadnień związanych z przemysłem naftowym i gazowniczym, a także aktualności na temat SPE i jego członków.