تسبب التآكل الداخلي في معاناة شركة أدنوك من فقدان الاحتواء في خط أنابيب حقل نفط بري ضخم. أدت الرغبة في القضاء على هذه المشكلة والحاجة إلى تحديد مواصفات وخطة دقيقة لإدارة سلامة التبسيط في المستقبل إلى تطبيق تجربة ميدانية لتكنولوجيا بطانة البولي إيثيلين عالي الكثافة (HDPE) المحززة والخالية من الحواف في أنابيب الفولاذ الكربوني. تصف هذه الورقة برنامج اختبار ميداني ناجح لمدة 5 سنوات وتؤكد أن تطبيق بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة في أنابيب الفولاذ الكربوني هو طريقة فعالة من حيث التكلفة للتخفيف من التآكل الداخلي في خطوط أنابيب النفط عن طريق عزل الأنابيب المعدنية عن السوائل المسببة للتآكل. تعد التكنولوجيا فعالة من حيث التكلفة في إدارة التآكل داخل خطوط أنابيب النفط.
في شركة أدنوك، تم تصميم خطوط التدفق لتدوم أكثر من 20 عامًا. وهذا مهم لاستمرارية الأعمال وتقليل تكاليف التشغيل. ومع ذلك، فإن الحفاظ على هذه الخطوط المصنوعة من الفولاذ الكربوني يصبح أمرًا صعبًا لأنها عرضة للتآكل الداخلي بسبب السوائل المسببة للتآكل والبكتيريا والظروف الراكدة الناجمة عن معدلات التدفق المنخفضة. يزداد خطر فشل السلامة مع تقدم العمر والتغيرات في خصائص سوائل الخزان.
تشغل شركة أدنوك خطوط الأنابيب عند ضغوط تتراوح بين 30 إلى 50 بارًا، ودرجات حرارة تصل إلى 69 درجة مئوية وانقطاعات مياه تزيد عن 70٪، وقد عانت من العديد من حالات فقدان الاحتواء بسبب التآكل الداخلي في خطوط الأنابيب في الحقول البرية الكبيرة. تُظهر السجلات أن الأصول المختارة وحدها بها أكثر من 91 خط أنابيب للنفط الطبيعي (302 كيلومترًا) وأكثر من 45 خط أنابيب لرفع الغاز (100 كيلومتر) مع تآكل داخلي شديد. تضمنت ظروف التشغيل التي أملت تنفيذ التخفيف من التآكل الداخلي انخفاض الرقم الهيدروجيني (4.8-5.2)، ووجود ثاني أكسيد الكربون (>3٪) وكبريتيد الهيدروجين (>3٪)، ونسبة الغاز إلى النفط أكبر من 481 قدم مكعب قياسي / برميل، ودرجة حرارة الخط أكبر من 55 درجة مئوية، وضغط خط التدفق أعلى من 525 رطل / بوصة مربعة. كما أثر ارتفاع محتوى الماء (>46٪)، وانخفاض سرعة التدفق (أقل من 1 متر / ثانية)، والسوائل الراكدة، ووجود بكتيريا مختزلة للكبريتات على استراتيجيات التخفيف. وتظهر إحصائيات التسرب أن العديد من هذه الخطوط كانت معيبة، مع ما يصل إلى 14 تسربًا على مدى فترة 5 سنوات. وهذا يشكل مشكلة خطيرة لأنه يؤدي إلى تسربات وانقطاعات تؤثر سلبًا على الإنتاج.
أدى فقدان الضيق والحاجة إلى تحديد الحجم وخطة دقيقة لإدارة سلامة خطوط التدفق المستقبلية إلى تطبيق تجريبي ميداني لتكنولوجيا بطانة البولي إيثيلين عالية الكثافة المشقوقة والخالية من الحواف في 3.0 كم من الجدول 80 API 5L Gr.B 6 بوصات. تم تطبيق التجارب الميدانية أولاً على 3.527 كم من خطوط الأنابيب المصنوعة من الفولاذ الكربوني في أصول مختارة، تلاها اختبار مكثف في 4.0 كم من خطوط الأنابيب.
قامت شركة النفط الكبرى في مجلس التعاون الخليجي في شبه الجزيرة العربية بتركيب بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة في وقت مبكر من عام 2012 لأنابيب النفط الخام وتطبيقات المياه. وتستخدم شركة نفط كبرى في مجلس التعاون الخليجي تعمل بالاشتراك مع شركة شل بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة لتطبيقات المياه والنفط منذ أكثر من 20 عامًا، والتكنولوجيا ناضجة بما يكفي لمعالجة التآكل الداخلي في أنابيب النفط.
تم إطلاق مشروع أدنوك في الربع الثاني من عام 2011 وتم تركيبه في الربع الثاني من عام 2012. بدأت المراقبة في أبريل 2012 واكتملت في الربع الثالث من عام 2017. ثم يتم إرسال بكرات الاختبار إلى مركز بروج للابتكار (BIC) للتقييم والتحليل. كانت معايير النجاح والفشل المحددة لمشروع بطانة البولي إيثيلين عالي الكثافة هي عدم وجود تسرب بعد تركيب البطانة، وانخفاض نفاذية الغاز من خلال بطانة البولي إيثيلين عالي الكثافة، وعدم انهيار البطانة.
تصف الورقة SPE-192862 الاستراتيجيات التي تساهم في نجاح التجارب الميدانية. وينصب التركيز على التخطيط ووضع خطوط الأنابيب وتقييم أداء بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة لاكتساب المعرفة اللازمة لتحديد استراتيجيات إدارة السلامة لتنفيذ خطوط أنابيب البولي إيثيلين عالي الكثافة على نطاق واسع في خطوط أنابيب النفط. تُستخدم هذه التكنولوجيا في خطوط أنابيب النفط وخطوط النقل. بالإضافة إلى خطوط أنابيب النفط الحالية، يمكن استخدام بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة غير المعدنية لخطوط أنابيب النفط الجديدة. تسلط الضوء على أفضل الممارسات للقضاء على فشل سلامة خطوط الأنابيب بسبب الضرر الناتج عن التآكل الداخلي.
تتناول الورقة الكاملة معايير تنفيذ حشوات البولي إيثيلين عالي الكثافة؛ اختيار مادة الحشوة وإعدادها وتسلسل التركيب؛ تسرب الهواء والاختبار الهيدروستاتيكي؛ تنفيس الغاز الحلقي ومراقبته؛ تشغيل الخط؛ ونتائج اختبار ما بعد الاختبار التفصيلية. يوضح جدول تحليل تكلفة دورة حياة Streamline الفعالية المقدرة من حيث التكلفة للفولاذ الكربوني مقابل بطانات HDPE لطرق التخفيف من التآكل الأخرى، بما في ذلك الحقن الكيميائي والتنظيف بالخنازير، والأنابيب غير المعدنية، والفولاذ الكربوني العاري. كما تم شرح قرار إجراء اختبار ميداني معزز ثانٍ بعد الاختبار الأولي. في الاختبار الأول، تم استخدام الوصلات ذات الحواف لتوصيل الأقسام المختلفة لخط التدفق. من المعروف أن الحواف معرضة للفشل بسبب الإجهاد الخارجي. لا يتطلب التنفيس اليدوي في مواقع الحواف مراقبة دورية فحسب، مما يزيد من نفقات التشغيل، ولكنه يؤدي أيضًا إلى انبعاثات غازية نفاذة في الغلاف الجوي. في التجربة الثانية، تم استبدال الحواف بموصلات ملحومة بدون حواف مع نظام إعادة تعبئة تلقائي، وبطانة مشقوقة بفتحة تهوية في نهاية محطة إزالة الغاز عن بعد والتي من شأنها أن تنتهي في مصرف مغلق.
وتؤكد تجربة استمرت خمس سنوات أن استخدام بطانات البولي إيثيلين عالي الكثافة في أنابيب الفولاذ الكربوني يمكن أن يخفف من التآكل الداخلي في أنابيب النفط عن طريق عزل الأنابيب المعدنية عن السوائل المسببة للتآكل.
إضافة القيمة من خلال توفير خدمة خطية متواصلة، والقضاء على التنظيف الداخلي لإزالة الرواسب والبكتيريا، وتوفير التكاليف من خلال القضاء على الحاجة إلى المواد الكيميائية المضادة للتكلس والمبيدات الحيوية، وتقليل عبء العمل
وكان الغرض من الاختبار هو التخفيف من التآكل الداخلي لخط الأنابيب ومنع فقدان الاحتواء الأساسي.
يتم استخدام بطانات HDPE المشقوقة مع الوصلات الملحومة بدون حواف بالتزامن مع نظام إعادة الحقن كتحسين يعتمد على الدروس المستفادة من النشر الأولي لبطانات HDPE العادية مع المشابك على المحطات ذات الحواف.
وفقًا لمعايير النجاح والفشل المحددة للمشروع التجريبي، لم يتم الإبلاغ عن أي تسريبات في خط الأنابيب منذ التثبيت. وقد أظهرت الاختبارات والتحليلات الإضافية التي أجرتها شركة BIC انخفاضًا في الوزن بنسبة 3-5٪ في البطانة المستخدمة، وهو ما لا يسبب تدهورًا كيميائيًا بعد 5 سنوات من الاستخدام. تم العثور على بعض الخدوش التي لم تمتد إلى الشقوق. لذلك، يوصى بالنظر في الفرق في فقدان الكثافة في التصميمات المستقبلية. يجب أن يكون تنفيذ حواجز التآكل الداخلية هو التركيز الرئيسي، حيث تعد خيارات بطانة HDPE (بما في ذلك التحسينات التي تم تحديدها بالفعل مثل استبدال الشفاه بالموصلات ومواصلة البطانة وتطبيق صمام فحص في البطانة للتغلب على نفاذية الغاز للبطانة) حلاً موثوقًا به.
تعمل هذه التقنية على التخلص من خطر التآكل الداخلي وتوفر وفورات كبيرة في نفقات التشغيل أثناء إجراءات المعالجة الكيميائية، حيث لا تكون هناك حاجة إلى معالجة كيميائية.
كان للتحقق الميداني من هذه التكنولوجيا تأثير إيجابي على إدارة سلامة خطوط التدفق لدى المشغلين، مما يوفر المزيد من الخيارات لإدارة التآكل الداخلي لخطوط التدفق بشكل استباقي، مما يقلل التكاليف الإجمالية ويحسن أداء الصحة والسلامة والبيئة. يوصى باستخدام بطانات البولي إيثيلين عالية الكثافة ذات الأخاديد الخالية من الحواف كنهج مبتكر لإدارة التآكل في خطوط التدفق في حقول النفط.
يوصى باستخدام تقنية بطانة البولي إيثيلين عالي الكثافة في حقول النفط والغاز الحالية حيث تكون تسربات خطوط الأنابيب وانقطاعات خطوط حقن المياه شائعة.
سيعمل هذا التطبيق على تقليل عدد حالات فشل خطوط التدفق الناجمة عن التسريبات الداخلية، وإطالة عمر خطوط التدفق، وزيادة الإنتاجية.
يمكن للتطويرات الكاملة للمواقع الجديدة استخدام هذه التكنولوجيا لإدارة التآكل المباشر وتوفير التكاليف في برامج المراقبة.
تم كتابة هذه المقالة بواسطة محررة JPT الفنية جودي فيدر وتحتوي على أهم ما جاء في ورقة SPE 192862، "نتائج التجارب الميدانية المبتكرة لتطبيق بطانة البولي إيثيلين عالي الكثافة المحززة بدون حواف في حقل عملاق للغاية لإدارة التآكل الداخلي لخطوط تدفق النفط" بقلم آبي كاليو أمابيبي، SPE، ومروان حمد سالم، وسيفا براسادا جراندي وتيجندر كومار جوبتا من أدنوك؛ ومحمد علي عوض، بروج بي تي إي؛ ونيكولاس هيربيج، وجيف شيل، وتيد كومبتون من يونايتد سبيشيال تكنيكال سيرفيسز لعام 2018 في أبو ظبي، في الفترة من 12 إلى 15 نوفمبر للتحضير لمعرض ومؤتمر أبو ظبي الدولي للبترول. لم تتم مراجعة هذه الورقة من قبل النظراء.
مجلة تكنولوجيا البترول هي المجلة الرائدة لجمعية مهندسي البترول، حيث تقدم تقارير ومقالات موثوقة حول التقدم في تكنولوجيا الاستكشاف والإنتاج، وقضايا صناعة النفط والغاز، والأخبار حول SPE وأعضائها.