Sự ăn mòn bên trong đã khiến ADNOC bị mất khả năng chứa trong đường ống của một mỏ dầu lớn trên bờ. Mong muốn loại bỏ vấn đề này và nhu cầu xác định thông số kỹ thuật và kế hoạch quản lý tính toàn vẹn hợp lý trong tương lai chính xác đã dẫn đến việc ứng dụng thử nghiệm thực địa công nghệ lót polyethylene mật độ cao (HDPE) có rãnh và không có bích trong ống thép cacbon. Bài báo này mô tả một chương trình thử nghiệm thực địa thành công trong 5 năm và xác nhận rằng việc ứng dụng lớp lót HDPE trong ống thép cacbon là một phương pháp tiết kiệm chi phí để giảm thiểu sự ăn mòn bên trong đường ống dẫn dầu bằng cách cô lập các ống kim loại khỏi chất lỏng ăn mòn. Công nghệ này tiết kiệm chi phí trong việc quản lý sự ăn mòn bên trong đường ống dẫn dầu.
Tại ADNOC, Flowlines được thiết kế để sử dụng được hơn 20 năm. Điều này rất quan trọng đối với tính liên tục của hoạt động kinh doanh và giảm chi phí vận hành. Tuy nhiên, việc bảo trì các đường ống làm bằng thép cacbon này trở nên khó khăn vì chúng dễ bị ăn mòn bên trong do chất lỏng ăn mòn, vi khuẩn và tình trạng ứ đọng do lưu lượng thấp gây ra. Nguy cơ hỏng hóc toàn vẹn tăng theo tuổi thọ và sự thay đổi trong tính chất của chất lỏng trong bể chứa.
ADNOC vận hành đường ống ở áp suất từ ​​30 đến 50 bar, nhiệt độ lên tới 69°C và lượng nước cắt giảm vượt quá 70%, và đã phải chịu nhiều trường hợp mất khả năng chứa do ăn mòn bên trong đường ống tại các mỏ lớn trên bờ. Hồ sơ cho thấy chỉ riêng các tài sản được chọn đã có hơn 91 đường ống dẫn dầu tự nhiên (302 km) và hơn 45 đường ống dẫn khí nâng (100 km) bị ăn mòn bên trong nghiêm trọng. Các điều kiện vận hành quyết định việc thực hiện giảm thiểu ăn mòn bên trong bao gồm độ pH thấp (4,8–5,2), sự hiện diện của CO2 (> 3%) và H2S (> 3%), tỷ lệ khí/dầu lớn hơn 481 scf/bbl, nhiệt độ đường ống lớn hơn 55°C, áp suất đường ống dòng chảy trên 525 psi. Hàm lượng nước cao (> 46%), vận tốc dòng chảy thấp (dưới 1 m/giây), chất lỏng ứ đọng và sự hiện diện của vi khuẩn khử sunfat cũng ảnh hưởng đến các chiến lược giảm thiểu. Thống kê rò rỉ của Streamline cho thấy nhiều đường ống trong số này bị lỗi, với tới 14 lần rò rỉ trong thời hạn 5 năm. Điều này gây ra vấn đề nghiêm trọng vì nó dẫn đến rò rỉ và gián đoạn, ảnh hưởng xấu đến sản xuất.
Việc mất độ kín và nhu cầu về kích thước cũng như kế hoạch quản lý tính toàn vẹn của đường ống dòng chảy trong tương lai chính xác đã dẫn đến việc áp dụng thử nghiệm thực tế công nghệ lót HDPE có rãnh và không có bích trên 3,0 km đường ống Schedule 80 API 5L Gr.B 6 inch. Hợp lý hóa để loại bỏ vấn đề này. Các thử nghiệm thực tế đầu tiên được áp dụng trên 3.527 km đường ống thép cacbon tại các tài sản được chọn, sau đó là thử nghiệm chuyên sâu trên 4,0 km đường ống.
Công ty dầu khí lớn của Hội đồng hợp tác vùng Vịnh (GCC) tại Bán đảo Ả Rập đã lắp đặt lớp lót HDPE từ năm 2012 cho các đường ống dẫn dầu thô và nước. Một công ty dầu khí lớn của GCC hoạt động cùng với Shell đã sử dụng lớp lót HDPE cho các ứng dụng dẫn nước và dầu trong hơn 20 năm và công nghệ này đã đủ hoàn thiện để giải quyết vấn đề ăn mòn bên trong đường ống dẫn dầu.
Dự án ADNOC được triển khai vào quý 2 năm 2011 và lắp đặt vào quý 2 năm 2012. Hoạt động giám sát bắt đầu vào tháng 4 năm 2012 và hoàn thành vào quý 3 năm 2017. Sau đó, các cuộn thử nghiệm được gửi đến Trung tâm đổi mới Borouge (BIC) để đánh giá và phân tích. Tiêu chí thành công và thất bại được đặt ra cho dự án thí điểm lót HDPE là không rò rỉ sau khi lắp đặt lót, độ thấm khí thấp qua lót HDPE và không có lớp lót nào bị xẹp.
Tài liệu SPE-192862 mô tả các chiến lược góp phần vào thành công của các thử nghiệm thực địa. Trọng tâm là lập kế hoạch, lắp đặt đường ống và đánh giá hiệu suất của lớp lót HDPE để có được kiến ​​thức cần thiết để xác định các chiến lược quản lý tính toàn vẹn cho việc triển khai đường ống HDPE trên toàn bộ thực địa trong đường ống dẫn dầu. Công nghệ này được sử dụng trong đường ống dẫn dầu và đường dây truyền tải. Ngoài các đường ống dẫn dầu hiện có, lớp lót HDPE phi kim loại có thể được sử dụng cho đường ống dẫn dầu mới. Nêu bật các biện pháp tốt nhất để loại bỏ các lỗi về tính toàn vẹn của đường ống do hư hỏng do ăn mòn bên trong.
Bài báo đầy đủ mô tả các tiêu chí triển khai cho gioăng HDPE; lựa chọn vật liệu gioăng, chuẩn bị và trình tự lắp đặt; rò rỉ không khí và thử nghiệm thủy tĩnh; thông hơi và giám sát khí hình khuyên; đưa đường ống vào vận hành; và kết quả thử nghiệm sau thử nghiệm chi tiết. Bảng Phân tích chi phí vòng đời hợp lý minh họa hiệu quả chi phí ước tính của thép cacbon so với lớp lót HDPE cho các phương pháp giảm thiểu ăn mòn khác, bao gồm phun hóa chất và làm sạch bằng đường ống, đường ống không phải kim loại và thép cacbon trần. Quyết định tiến hành thử nghiệm thực địa nâng cao thứ hai sau thử nghiệm ban đầu cũng được giải thích. Trong thử nghiệm đầu tiên, các kết nối có mặt bích đã được sử dụng để kết nối các phần khác nhau của đường ống. Người ta đều biết rằng mặt bích dễ bị hỏng do ứng suất bên ngoài. Thông hơi thủ công tại các vị trí mặt bích không chỉ đòi hỏi phải giám sát định kỳ, làm tăng chi phí vận hành mà còn dẫn đến khí thải thấm vào khí quyển. Trong thử nghiệm thứ hai, các mặt bích đã được thay thế bằng các đầu nối hàn, không có mặt bích với hệ thống nạp lại tự động và một lớp lót có khe với lỗ thông hơi ở cuối trạm khử khí từ xa sẽ kết thúc tại một cống thoát nước kín.
Một thử nghiệm kéo dài 5 năm xác nhận rằng việc sử dụng lớp lót HDPE trong ống thép cacbon có thể giảm thiểu sự ăn mòn bên trong đường ống dẫn dầu bằng cách cách ly các ống kim loại khỏi chất lỏng ăn mòn.
Tăng giá trị bằng cách cung cấp dịch vụ đường dây liên tục, loại bỏ tình trạng tắc nghẽn bên trong để loại bỏ cặn bẩn và vi khuẩn, tiết kiệm chi phí bằng cách loại bỏ nhu cầu sử dụng hóa chất chống đóng cặn và thuốc diệt khuẩn, đồng thời giảm khối lượng công việc
Mục đích của thử nghiệm là để giảm thiểu sự ăn mòn bên trong đường ống và ngăn ngừa mất lớp bao bọc chính.
Lớp lót HDPE có khe với mối nối hàn không có bích được sử dụng kết hợp với hệ thống phun lại như một cải tiến dựa trên những bài học kinh nghiệm rút ra từ lần triển khai ban đầu lớp lót HDPE trơn có kẹp trên các đầu nối có bích.
Theo tiêu chí thành công và thất bại được đặt ra cho dự án thí điểm, không có rò rỉ nào được báo cáo trong đường ống kể từ khi lắp đặt. Các thử nghiệm và phân tích sâu hơn của BIC đã chỉ ra rằng trọng lượng giảm 3-5% ở lớp lót đã sử dụng, không gây ra sự phân hủy hóa học sau 5 năm sử dụng. Một số vết xước đã được tìm thấy nhưng không kéo dài vào các vết nứt. Do đó, nên xem xét sự khác biệt về tổn thất mật độ trong các thiết kế trong tương lai. Việc triển khai các rào cản chống ăn mòn bên trong nên là trọng tâm chính, trong đó các tùy chọn lót HDPE (bao gồm các cải tiến đã xác định như thay thế mặt bích bằng các đầu nối và tiếp tục lót và áp dụng van một chiều trong lớp lót để khắc phục tính thấm khí của lớp lót) là một giải pháp đáng tin cậy.
Công nghệ này loại bỏ nguy cơ ăn mòn bên trong và tiết kiệm đáng kể chi phí vận hành trong quá trình xử lý hóa chất vì không cần xử lý hóa chất.
Việc xác nhận công nghệ tại hiện trường đã có tác động tích cực đến việc quản lý tính toàn vẹn của đường ống dòng chảy của người vận hành, cung cấp nhiều lựa chọn hơn để quản lý ăn mòn bên trong đường ống dòng chảy chủ động, giảm tổng chi phí và cải thiện hiệu suất HSE. Lớp lót HDPE rãnh không bích được khuyến nghị là một phương pháp tiếp cận sáng tạo để quản lý ăn mòn trong đường ống dòng chảy của mỏ dầu.
Công nghệ lót HDPE được khuyến nghị sử dụng cho các mỏ dầu khí hiện có, nơi đường ống bị rò rỉ và gián đoạn đường ống phun nước thường xuyên xảy ra.
Ứng dụng này sẽ làm giảm số lượng sự cố đường ống dẫn nước do rò rỉ bên trong, kéo dài tuổi thọ đường ống dẫn nước và tăng năng suất.
Các dự án phát triển toàn bộ cơ sở mới có thể sử dụng công nghệ này để quản lý ăn mòn trên dây chuyền và tiết kiệm chi phí cho các chương trình giám sát.
Bài viết này được viết bởi Biên tập viên kỹ thuật JPT Judy Feder và bao gồm những điểm nổi bật từ bài báo SPE 192862, “Kết quả thử nghiệm thực địa sáng tạo của ứng dụng ống lót HDPE rãnh không bích trong một mỏ dầu khổng lồ để quản lý tình trạng ăn mòn bên trong đường ống dẫn dầu” của Abby Kalio Amabipi, SPE, Marwan Hamad Salem, Siva Prasada Grandhe và Tijender Kumar Gupta của ADNOC; Mohamed Ali Awadh, Borouge PTE; Nicholas Herbig, Jeff Schell và Ted Compton của United Special Technical Services cho năm 2018 tại Abu Dhabi, từ ngày 12 đến ngày 15 tháng 11 Chuẩn bị cho Triển lãm và Hội nghị Dầu khí Quốc tế Abu Dhabi. Bài báo này chưa được bình duyệt ngang hàng.
Tạp chí Công nghệ Dầu khí là tạp chí hàng đầu của Hiệp hội Kỹ sư Dầu khí, cung cấp các bản tóm tắt và chuyên mục có thẩm quyền về những tiến bộ trong công nghệ thăm dò và sản xuất, các vấn đề của ngành dầu khí và tin tức về SPE và các thành viên.