קורוזיה פנימית גרמה ל-ADNOC לסבול מאובדן בלימה בצינור של שדה נפט יבשתי ענק. הרצון לחסל בעיה זו והצורך להגדיר מפרט ותוכנית ניהול שלמות יעילות עתידית מדויקת הובילו ליישום ניסויי שדה של טכנולוגיית ציפוי פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE) מחורץ וללא אוגנים בצינורות פלדת פחמן. מאמר זה מתאר תוכנית ניסויי שדה מוצלחת בת 5 שנים ומאשר כי יישום ציפויי HDPE בצינורות פלדת פחמן הוא שיטה חסכונית להפחתת קורוזיה פנימית בצינורות נפט על ידי בידוד צינורות מתכת מנוזלים קורוזיביים. הטכנולוגיה חסכונית בניהול קורוזיה בתוך צינורות נפט.
ב-ADNOC, קווי זרימה מתוכננים להחזיק מעמד יותר מ-20 שנה. זה חשוב להמשכיות העסק ולהפחתת עלויות תפעול. עם זאת, תחזוקת קווי זרימה אלה העשויים מפלדת פחמן הופכת למאתגרת מכיוון שהם חשופים לקורוזיה פנימית מנוזלים קורוזיביים, חיידקים ותנאים עומדים הנגרמים מקצבי זרימה נמוכים. הסיכון לכשל שלמות עולה עם הגיל והשינויים בתכונות נוזל המאגר.
ADNOC מפעילה צינורות בלחצים של 30 עד 50 בר, טמפרטורות של עד 69 מעלות צלזיוס וקיצוצי מים העולים על 70%, וסבלה ממקרים רבים של אובדן בלימה עקב קורוזיה פנימית בצינורות בשדות גדולים ביבשה. רישומים מראים כי בנכסים שנבחרו לבדם יש יותר מ-91 צינורות נפט טבעיים (302 קילומטרים) ויותר מ-45 צינורות הרמת גז (100 קילומטרים) עם קורוזיה פנימית חמורה. תנאי ההפעלה שהכתיבו את יישום פעולות הפחתת הקורוזיה הפנימית כללו pH נמוך (4.8-5.2), נוכחות CO2 (>3%) ו-H2S (>3%), יחס גז/נפט גדול מ-481 scf/bbl, טמפרטורת קו גבוהה מ-55 מעלות צלזיוס, לחץ קו זרימה מעל 525 psi. תכולת מים גבוהה (>46%), מהירות זרימה נמוכה (פחות מ-1 מטר/שנייה), נוזל עומד ונוכחות חיידקים מפחיתי סולפט השפיעו גם הם על אסטרטגיות הפחתת הקורוזיה. סטטיסטיקות דליפות ייעול מראות שרבים מהקווים הללו היו פגומים, עם עד 14 דליפות לאורך זמן. תקופה של 5 שנים. זה מהווה בעיה חמורה מכיוון שהוא מוביל לדליפות והפרעות המשפיעות לרעה על הייצור.
אובדן האטימות והצורך בשינוי גודל ובתוכנית ניהול שלמות קווי זרימה עתידית מדויקת הביאו ליישום ניסוי שטח של טכנולוגיית ציפוי HDPE מחורצת וללא אוגנים ב-3.0 ק"מ של צינורות Schedule 80 API 5L Gr.B 6 אינץ'. ייעול קווי צינורות פותח כדי למנוע בעיה זו. ניסויי שטח יושמו תחילה על 3.527 ק"מ של צינורות פלדת פחמן בנכסים נבחרים, ולאחר מכן בדיקות אינטנסיביות ב-4.0 ק"מ של צינורות.
ענקית הנפט של מועצת שיתוף הפעולה של המפרץ (GCC) בחצי האי ערב התקינה ציפויי HDPE כבר בשנת 2012 עבור צינורות נפט גולמי ויישומי מים. ענקית נפט של מועצת שיתוף הפעולה של המפרץ הפועלת בשיתוף פעולה עם Shell משתמשת בציפויי HDPE עבור יישומי מים ונפט כבר למעלה מ-20 שנה, והטכנולוגיה בשלה מספיק כדי לטפל בקורוזיה פנימית בצינורות נפט.
פרויקט ADNOC הושק ברבעון השני של 2011 והותקן ברבעון השני של 2012. הניטור החל באפריל 2012 והושלם ברבעון השלישי של 2017. לאחר מכן, סלילי הבדיקה נשלחים למרכז החדשנות של בורוז' (BIC) לצורך הערכה וניתוח. קריטריוני ההצלחה והכישלון שנקבעו לפיילוט של צינור ה-HDPE היו אפס דליפה לאחר התקנת הצינור, חדירות גז נמוכה דרך צינור ה-HDPE, ואי קריסת צינור.
מאמר SPE-192862 מתאר אסטרטגיות התורמות להצלחת ניסויי שטח. המוקד הוא על תכנון, הנחת צינורות והערכת ביצועי צינורות HDPE כדי לצבור את הידע הדרוש לאיתור אסטרטגיות ניהול שלמות ליישום צינורות HDPE בשטח כולו בצינורות נפט. טכנולוגיה זו משמשת בצינורות נפט ובקווי תמסורת. בנוסף לצינורות נפט קיימים, ניתן להשתמש בצינורות HDPE שאינם מתכתיים עבור צינורות נפט חדשים. מדגיש שיטות עבודה מומלצות למניעת כשלים בשלמות צינורות עקב נזק מקורוזיה פנימית.
המאמר המלא מתאר את קריטריוני היישום לאטמי HDPE; בחירת חומר האטם, הכנה ורצף התקנה; בדיקות דליפת אוויר והידרוסטטיות; אוורור וניטור גז טבעתי; הזמנת קו; ותוצאות בדיקה מפורטות לאחר הבדיקה. טבלת ניתוח עלויות מחזור החיים של Streamline ממחישה את יעילות העלות המשוערת של ציפויי פלדת פחמן לעומת ציפויי HDPE עבור שיטות אחרות להפחתת קורוזיה, כולל הזרקה כימית ופיגינג, צנרת לא מתכתית ופלדת פחמן חשופה. כמו כן מוסברת ההחלטה לערוך מבחן שדה משופר שני לאחר הבדיקה הראשונית. בבדיקה הראשונה, נעשה שימוש בחיבורי אוגן לחיבור המקטעים השונים של קו הזרימה. ידוע היטב שאוגנים נוטים לכשל עקב לחץ חיצוני. אוורור ידני במיקומי אוגן לא רק דורש ניטור תקופתי, מה שמגדיל את הוצאות התפעול, אלא גם גורם לפליטת גז חדיר לאטמוספרה. בניסוי השני, האוגנים הוחלפו במחברים מרותכים ללא אוגן עם מערכת מילוי אוטומטית, ובטנה מחוררת עם פתח אוורור בקצה תחנת סילוק הגזים המרוחקת שתסתיים בניקוז סגור.
ניסוי בן 5 שנים מאשר כי השימוש בציפויי HDPE בצינורות פלדת פחמן יכול להפחית קורוזיה פנימית בצינורות נפט על ידי בידוד צינורות מתכת מנוזלים קורוזיביים.
הוסף ערך על ידי מתן שירות קו ללא הפרעה, ביטול צורך בניקוי פנימי להסרת משקעים וחיידקים, חיסכון בעלויות על ידי ביטול הצורך בכימיקלים ובצידים נגד אבנית, והפחתת עומס העבודה.
מטרת הבדיקה הייתה להפחית קורוזיה פנימית של הצינור ולמנוע אובדן של המיכל העיקרי.
בטנות HDPE מחורצות עם חיבורים ללא אוגנים מרותכים משמשות בשילוב עם מערכת הזרקה חוזרת כשיפור המבוסס על לקחים שנלמדו מהפריסה הראשונית של בטנות HDPE רגילות עם קליפסים על הדקים עם אוגנים.
על פי קריטריוני ההצלחה והכישלון שנקבעו לפיילוט, לא דווחו על דליפות בצנרת מאז ההתקנה. בדיקות וניתוחים נוספים על ידי BIC הראו ירידה של 3-5% במשקל הציפוי המשומש, שאינה גורמת להתפרקות כימית לאחר 5 שנות שימוש. נמצאו שריטות שלא התפשטו לסדקים. לכן, מומלץ לשקול את ההבדל באובדן הצפיפות בתכנון עתידי. יישום מחסומי קורוזיה פנימיים צריך להיות המוקד העיקרי, כאשר אפשרויות ציפוי HDPE (כולל שיפורים שכבר זוהו כגון החלפת אוגנים במחברים והמשך הציפוי ויישום שסתום אל-חזור בציפוי כדי להתגבר על חדירות הגזים של הציפוי) הן פתרון אמין.
טכנולוגיה זו מבטלת את איום הקורוזיה הפנימית ומספקת חיסכון משמעותי בהוצאות התפעול במהלך הליכי טיפול כימי, מכיוון שאין צורך בטיפול כימי.
לאימות הטכנולוגיה בשטח הייתה השפעה חיובית על ניהול שלמות קווי הזרימה של המפעילים, וסיפק אפשרויות רבות יותר לניהול קורוזיה פנימית פרואקטיבית בקווי הזרימה, הפחתת עלויות כוללות ושיפור ביצועי HSE. ציפויי HDPE מחורצים ללא אוגנים מומלצים כגישה חדשנית לניהול קורוזיה בקווי זרם בשדות נפט.
טכנולוגיית ציפוי HDPE מומלצת לשדות נפט וגז קיימים שבהם דליפות בצנרת והפרעות בקווי הזרקת מים שכיחות.
יישום זה יפחית את מספר כשלי קווי הזרימה הנגרמים מדליפות פנימיות, יאריך את חיי קווי הזרימה ויגדיל את הפרודוקטיביות.
פיתוחים חדשים באתר מלא יכולים להשתמש בטכנולוגיה זו לניהול קורוזיה מקוון וחיסכון בעלויות בתוכניות ניטור.
מאמר זה נכתב על ידי העורכת הטכנית של JPT, ג'ודי פדר, והוא מכיל עיקרי מאמר SPE 192862, "תוצאות ניסוי שדה חדשניות של יישום בטנת HDPE מחורצת ללא אוגנים בשדה ענק לניהול קורוזיה פנימית של קו זרימת נפט" מאת אבי קליו אמביפי, SPE, מרואן חמד סאלם, שיווה פראסדה גרנדה וטיג'נדר קומאר גופטה מ-ADNOC; מוחמד עלי עוואד, מחלקת בורוז'; ניקולס הרביג, ג'ף של וטד קומפטון מ-United Special Technical Services עבור תערוכת הנפט הבינלאומית 2018 באבו דאבי, 12-15 בנובמבר. היערכו לתערוכת וכנס הנפט הבינלאומיים של אבו דאבי. מאמר זה לא עבר ביקורת עמיתים.
כתב העת לטכנולוגיית נפט הוא כתב העת המוביל של אגודת מהנדסי הנפט, המספק תקצירים וכתבות מוסמכים על התקדמות בטכנולוגיית חיפוש והפקה, סוגיות בתעשיית הנפט והגז, וחדשות על SPE וחבריה.