Coroziunea internă a cauzat pierderi de izolare în conducta unui imens câmp petrolier onshore. Dorința de a elimina această problemă și necesitatea de a defini o specificație și un plan precis de gestionare a integrității fluxului de producție în viitor au condus la aplicarea pe teren a tehnologiei de căptușeală din polietilenă de înaltă densitate (HDPE) canelată și fără flanșe în țevile din oțel carbon. Această lucrare descrie un program de testare pe teren de succes de 5 ani și confirmă faptul că aplicarea căptușelilor HDPE în țevile din oțel carbon este o metodă rentabilă pentru atenuarea coroziunii interne în conductele de petrol prin izolarea țevilor metalice de fluidele corozive. Tehnologia este rentabilă în gestionarea coroziunii din interiorul conductelor de petrol.
În ADNOC, conductele de curgere sunt proiectate să dureze mai mult de 20 de ani. Acest lucru este important pentru continuitatea afacerii și reducerea costurilor de operare. Cu toate acestea, întreținerea acestor conducte din oțel carbon devine dificilă, deoarece sunt supuse coroziunii interne din cauza fluidelor corozive, bacteriilor și condițiilor stagnante cauzate de debitele scăzute. Riscul de defecțiune a integrității crește odată cu vârsta și cu modificările proprietăților fluidului din rezervor.
ADNOC operează conducte la presiuni de 30 până la 50 bar, temperaturi de până la 69°C și întreruperi de apă de peste 70% și a suferit numeroase cazuri de pierderi de izolare din cauza coroziunii interne a conductelor din câmpuri mari onshore. Înregistrările arată că activele selectate au peste 91 de conducte naturale de petrol (302 kilometri) și peste 45 de conducte de gaze (100 kilometri) cu coroziune internă severă. Condițiile de operare care au dictat implementarea atenuării coroziunii interne au inclus pH scăzut (4,8–5,2), prezența CO2 (>3%) și H2S (>3%), raportul gaz/petrol mai mare de 481 scf/bbl, temperatura liniei mai mare de 55°C, presiunea liniei de debit peste 525 psi. Conținut ridicat de apă (>46%), viteză de curgere scăzută (mai puțin de 1 m/sec), fluid stagnant și prezența bacteriilor reducătoare de sulfat au afectat, de asemenea, strategiile de atenuare. Statisticile privind scurgerile din liniile de curgere arată că multe dintre aceste linii erau defecte, cu până la 14 scurgeri pe o perioadă de 5 ani. Acest lucru reprezintă o problemă serioasă, deoarece duce la scurgeri și întreruperi care afectează negativ producția.
Pierderea etanșeității și necesitatea dimensionării și a unui plan precis de gestionare a integrității conductelor de curgere în viitor au dus la o aplicare experimentală pe teren a tehnologiei de căptușeală HDPE cu fante și fără flanșe în 3,0 km de conducte Schedule 80 API 5L Gr.B 6 inch. Linii de curgere pentru a elimina această problemă. Testele pe teren au fost aplicate mai întâi pe 3,527 km de conducte din oțel carbon la anumite active, urmate de teste intensive pe 4,0 km de conducte.
Marii companii petroliere din Peninsula Arabică, membre ale Consiliului de Cooperare al Golfului (CCG), instalase încă din 2012 căptușeli HDPE pentru conductele de țiței și aplicațiile legate de apă. O companie petrolieră majoră din CCG, care operează în colaborare cu Shell, utilizează căptușeli HDPE pentru aplicații legate de apă și petrol de peste 20 de ani, iar tehnologia este suficient de matură pentru a aborda coroziunea internă a conductelor de petrol.
Proiectul ADNOC a fost lansat în al doilea trimestru al anului 2011 și instalat în al doilea trimestru al anului 2012. Monitorizarea a început în aprilie 2012 și s-a finalizat în al treilea trimestru al anului 2017. Bobinele de testare sunt apoi trimise la Centrul de Inovație Borouge (BIC) pentru evaluare și analiză. Criteriile de succes și de eșec stabilite pentru proiectul pilot cu căptușeală HDPE au fost zero scurgeri după instalarea căptușelii, permeabilitate scăzută la gaze prin căptușeala HDPE și nicio colapsare a căptușelii.
Lucrarea SPE-192862 descrie strategii care contribuie la succesul testelor pe teren. Accentul se pune pe planificarea, amplasarea conductelor și evaluarea performanței căptușelilor HDPE pentru a obține cunoștințele necesare pentru a identifica strategii de gestionare a integrității pentru implementarea pe teren a conductelor HDPE în conductele de petrol. Această tehnologie este utilizată în conducte de petrol și linii de transport. Pe lângă conductele de petrol existente, căptușelile HDPE nemetalice pot fi utilizate pentru conductele de petrol noi. Evidențiază cele mai bune practici pentru eliminarea defecțiunilor de integritate ale conductelor cauzate de deteriorarea cauzată de coroziunea internă.
Lucrarea completă descrie criteriile de implementare pentru garniturile HDPE; selecția, pregătirea și secvența de instalare a materialelor garniturii; testarea scurgerilor de aer și hidrostatică; ventilarea și monitorizarea inelară a gazelor; punerea în funcțiune a liniei; și rezultatele detaliate ale testelor post-test. Tabelul Analizei Costurilor Ciclului de Viață Streamline ilustrează rentabilitatea estimată a oțelului carbon față de căptușelile HDPE pentru alte metode de atenuare a coroziunii, inclusiv injecția chimică și pigging-ul, conductele nemetalice și oțelul carbon gol. De asemenea, este explicată decizia de a efectua un al doilea test de teren îmbunătățit după testul inițial. În primul test, s-au folosit conexiuni cu flanșă pentru a conecta diferitele secțiuni ale liniei de curgere. Este bine cunoscut faptul că flanșele sunt predispuse la defectare din cauza solicitărilor externe. Ventilația manuală la locațiile flanșelor nu numai că necesită monitorizare periodică, ceea ce crește cheltuielile de operare, dar are ca rezultat și emisii de gaze permeabile în atmosferă. În al doilea test, flanșele au fost înlocuite cu conectori sudați, fără flanșă, cu un sistem automat de reumplere și o căptușeală cu fante cu o orificiu de aerisire la capătul stației de degazare la distanță, care s-ar termina într-un drenaj închis.
Un studiu clinic de 5 ani confirmă faptul că utilizarea căptușelilor HDPE în țevile din oțel carbon poate atenua coroziunea internă a conductelor de petrol prin izolarea țevilor metalice de fluidele corozive.
Adăugați valoare prin furnizarea de servicii neîntrerupte pe linie, eliminarea curățării interne pentru îndepărtarea depunerilor și bacteriilor, economisirea costurilor prin eliminarea necesității de substanțe chimice anti-depunere și biocide și reducerea volumului de muncă.
Scopul testului a fost de a atenua coroziunea internă a conductei și de a preveni pierderea recipientului principal.
Căptușelile HDPE cu fante și îmbinări sudate fără flanșă sunt utilizate împreună cu sistemul de reinjecție ca o îmbunătățire bazată pe lecțiile învățate din implementarea inițială a căptușelilor HDPE simple cu cleme pe terminalele cu flanșă.
Conform criteriilor de succes și eșec stabilite pentru proiectul pilot, nu au fost raportate scurgeri în conductă de la instalare. Testele și analizele suplimentare efectuate de BIC au arătat o reducere cu 3-5% a greutății căptușelii uzate, care nu provoacă degradare chimică după 5 ani de utilizare. Au fost găsite unele zgârieturi care nu s-au extins în fisuri. Prin urmare, se recomandă luarea în considerare a diferenței de pierdere a densității în proiectele viitoare. Implementarea barierelor interne împotriva coroziunii ar trebui să fie principalul obiectiv, unde opțiunile de căptușeală din HDPE (inclusiv îmbunătățirile deja identificate, cum ar fi înlocuirea flanșelor cu conectori și continuarea căptușelii și aplicarea unei supape de sens în căptușeală pentru a depăși permeabilitatea la gaz a căptușelii) reprezintă o soluție fiabilă.
Această tehnologie elimină amenințarea coroziunii interne și oferă economii semnificative la cheltuielile de operare în timpul procedurilor de tratare chimică, deoarece nu este necesar niciun tratament chimic.
Validarea tehnologiei pe teren a avut un impact pozitiv asupra managementului integrității conductelor de curgere de către operatori, oferind mai multe opțiuni pentru managementul proactiv al coroziunii interne a conductelor de curgere, reducând costurile generale și îmbunătățind performanța HSE. Căptușelile HDPE canelate fără flanșă sunt recomandate ca o abordare inovatoare pentru gestionarea coroziunii în conductele de curgere din câmpurile petroliere.
Tehnologia de căptușeală HDPE este recomandată pentru câmpurile petroliere și gaziere existente, unde scurgerile de conducte și întreruperile liniei de injecție a apei sunt frecvente.
Această aplicație va reduce numărul de defecțiuni ale conductelor de curgere cauzate de scurgeri interne, va prelungi durata de viață a acestora și va crește productivitatea.
Noile dezvoltări complete ale amplasamentelor pot utiliza această tehnologie pentru gestionarea coroziunii în linie și economisirea costurilor programelor de monitorizare.
Acest articol a fost scris de Judy Feder, editor tehnic JPT, și conține puncte importante din lucrarea SPE 192862, „Rezultatele inovatoare ale testelor de teren privind aplicarea căptușelii HDPE fără caneluri într-un câmp supergigantic pentru gestionarea coroziunii interne a conductelor de petrol”, de Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe și Tijender Kumar Gupta de la ADNOC; Mohamed Ali Awadh, Borouge PTE; Nicholas Herbig, Jeff Schell și Ted Compton de la United Special Technical Services pentru pregătirea Expoziției și Conferinței Internaționale de Petrol de la Abu Dhabi din 2018, care a avut loc în Abu Dhabi, în perioada 12-15 noiembrie. Această lucrare nu a fost evaluată de colegi.
Journal of Petroleum Technology este revista principală a Societății Inginerilor Petrolieri, oferind articole și articole de specialitate despre progresele în tehnologia de explorare și producție, problemele industriei petrolului și gazelor, precum și știri despre SPE și membrii săi.