De uitdagingen van corrosie in schalieafzettingen overwinnen: Bewezen strategieën

Corrosie is een belangrijke uitdaging in de olie- en gasindustrie, vooral in schalieafzettingen. De complexe en variabele omgevingsomstandigheden in schalieproductie kunnen leiden tot ernstige corrosieproblemen, die de integriteit en levensduur van apparatuur aantasten. Dit artikel onderzoekt de oorzaken van corrosie in schalieafzettingen en schetst effectieve strategieën voor corrosiebescherming.

Corrosie in schalieafzettingen begrijpen

Schalieafzettingen, zoals die in de Eagle Ford Schalie, zijn rijk aan koolwaterstoffen maar vormen ook unieke uitdagingen voor corrosiebeheer. Het productieproces omvat verschillende stadia, waaronder boren, hydraulisch fracken (fracking) en terugstromen, die allemaal bijdragen aan het corrosierisico. Belangrijke factoren die corrosie in schalieafzettingen beïnvloeden zijn onder andere:

1. Zuur- en Fracing-vloeistoffen: Het gebruik van zure vloeistoffen bij hydraulische breuken kan leiden tot door zuren veroorzaakte corrosie. Deze vloeistoffen zijn essentieel voor het maken van breuken in het schaliegesteente om koolwaterstoffen vrij te maken, maar kunnen ook metalen oppervlakken aantasten.
2. Geproduceerde vloeistoffen: De aanwezigheid van CO2 en H2S in geproduceerde vloeistoffen is een groot probleem. Deze gassen kunnen ernstige corrosie veroorzaken, vooral in de aanwezigheid van water, wat leidt tot de vorming van zeer corrosief koolzuur en waterstofsulfide.
3. Kunstmatige hefsystemen: Het gebruik van kunstmatige hefsystemen, zoals elektrische dompelpompen (ESP's) en stangpompen, brengt extra corrosierisico's met zich mee. Deze systemen worden vaak blootgesteld aan zware omstandigheden, zoals hoge temperaturen en drukken, die corrosie kunnen versnellen.

Corrosiemechanismen en gevolgen

De mechanismen van corrosie in schalieafzettingen zijn complex en veelzijdig. Veel voorkomende soorten corrosie die in leisteenbronnen worden waargenomen, zijn onder andere:

• Uniforme corrosie: Dit treedt op wanneer het gehele oppervlak van een metaal gelijkmatig gecorrodeerd is. Het wordt vaak veroorzaakt door CO2 en H2S in geproduceerde vloeistoffen.
• Gelokaliseerde corrosie: Dit omvat put- en spleetcorrosie, die ernstiger en meer plaatselijke vormen van corrosie zijn. Als er niet goed mee wordt omgegaan, kunnen deze soorten leiden tot snelle uitval van apparatuur.
• Scheuren door spanningscorrosie (SCC): SCC is een kritiek probleem in schalieafzettingen, waar de combinatie van trekspanning en een corrosieve omgeving kan leiden tot plotseling en catastrofaal falen van metalen onderdelen.

De gevolgen van corrosie in schalieafzettingen zijn aanzienlijk. Uitval van apparatuur als gevolg van corrosie kan leiden tot productiestilstand, hogere onderhoudskosten en mogelijke gevaren voor het milieu. Daarom is het implementeren van effectieve corrosiebescherming strategieën is van cruciaal belang voor de veilige en efficiënte exploitatie van schaliebronnen.

Strategieën voor corrosiebescherming

Er kunnen verschillende strategieën worden toegepast om corrosie in leisteenafzettingen te beperken. Deze omvatten:

1. Materiaalkeuze: Het kiezen van de juiste materialen voor apparatuur en infrastructuur is de eerste verdediging tegen corrosie. Materialen zoals roestvrij staal, corrosiebestendige legeringen (CRA's) en niet-metalen materialen kunnen een betere weerstand bieden tegen corrosieve omgevingen.
2. Chemische remmers: Chemische inhibitoren worden vaak gebruikt in de olie- en gasindustrie. Deze chemicaliën worden aan productievloeistoffen toegevoegd om de corrosiesnelheid te verminderen. Inhibitoren kunnen op maat gemaakt worden om specifieke soorten corrosie aan te pakken, zoals CO2- of H2S-geïnduceerde corrosie.
3. Coatings en bekledingen: Beschermende coatings en bekledingen die op metalen oppervlakken worden aangebracht, kunnen een fysieke barrière vormen tegen corrosieve stoffen. Epoxy coatings worden bijvoorbeeld veel gebruikt om pijpleidingen en apparatuur tegen corrosie te beschermen.
4. Kathodische bescherming: Deze elektrochemische techniek maakt gebruik van opofferingsanoden of geïmponeerde stroomsystemen om metalen oppervlakken tegen corrosie te beschermen. Kathodische bescherming is vooral effectief voor ondergrondse pijpleidingen en andere constructies onder water.
5. Controle en inspectie: Regelmatige controle en inspectie van apparatuur zijn essentieel voor vroegtijdige detectie en beperking van corrosie. Technieken zoals ultrasoon testen, radiografie en corrosiecoupons kunnen helpen om corrosieproblemen op te sporen voordat ze leiden tot defecte apparatuur.

Praktijkvoorbeelden en beste praktijken

Verschillende casestudies benadrukken het belang van effectief corrosiebeheer in schalieafzettingen. In de schalie van Eagle Ford bijvoorbeeld is de corrosiebescherming technieken. Operators hebben met succes een combinatie van materiaalselectie, chemische inhibitoren en kathodische bescherming om corrosie te beperken risico's.

Een ander voorbeeld is dat het Permian Basin te maken heeft gehad met ongebruikelijke corrosie-uitdagingen, waaronder buisdefecten die normaal gesproken niet worden geassocieerd met CO2- en H2S-corrosie. Onderzoekers hebben nieuwe mechanismen voor deze corrosieproblemen, Dit leidt tot de ontwikkeling van innovatieve oplossingen die zijn afgestemd op de unieke omstandigheden van het stroomgebied.

Conclusie

Corrosiebescherming in schalieafzettingen is een kritiek aspect van olie- en gasproductie. Door de oorzaken en mechanismen van corrosie te begrijpen, kunnen operators effectieve strategieën implementeren om hun apparatuur beschermen en zorgen voor een veilige en efficiënte extractie van koolwaterstoffen. Van materiaalkeuze tot chemische inhibitoren en kathodische bescherming, Een allesomvattende aanpak van corrosiebeheer is essentieel voor het succes op lange termijn van schalieontwikkelingsprojecten.