Increased Knowledge of Localized Internal Corrosion in Pipelines

Transport av olje og gass fra avsidesliggende produksjonsfelt til prosessanlegg og distribusjonsnett er både utfordrende og kostnadskrevende, og det er finnes få kostnadseffektive løsninger å velge mellom. Rørledninger for flerfasetransport (gass, olje/ko ndensat og vann) er det rådende alternativ for større felt, mye på grunn av store fremskritt innen flerfaseteknologi de siste tiårene. For lengre transportavstander er de økonomisk forsvarlige rørledningsmaterialene begrenset til lavlegerings- og karbonstål. Disse materialene er termodynamisk ustabile i vannfasen som produseres i mange rørledninger, noe som betyr at korrosjon av rørveggen kan føre til produksjonsstopp og lekkasjer uten korrosjonhindrende tiltak. NFR/industriprosjektet "Økt kunnskap om Lokalisert innvendig korrosjon i rørledninger" ble gjennomført for å forklare og forutsi ulike korrosjonsprosesser som finner sted i karbonstålrørledninger som produserer hydrokarboner med betydelige mengder hydrogensulfid og karbondioksid, og dermed forsyne industrien med kunnskap nødvendig for effektiv korrosjonskontroll. Prosjektaktivitetene omfattet eksperimentelle studier, oppbygging av en CO2/H2S korrosjonsdatabase og Multiphysics korrosjonmodellering. Resultatene hittil har bekreftet at jernsulfider som dannes i korrosjonsprosessen i stor grad påvirker utviklingen av korrosjonsangrep. Flere typer av jern-sulfider kan dannes, bl.a. mac kinawitt, troilitt, pyrrhotitt og pyritt, som alle har ulike effekter på korrosiviteten. Prosjektaktivitetene har som mål å kvantifisere de effektene av de mest utbredte jernsulfider og dermed generere data og algoritmer som er nødvendige for prediktive korrosjonsmodeller. Eksperimentene er designet med utgangspunkt i komplekse korrosjonsmekanismer som kan oppstå i rørledninger, f.eks korrosjon under porøse avleiringer (under-deposit corrosion) og i øvre sektor av rørledninger (top-of-line corrosion). Korrosjonsdatabasen vil bli brukt av industrien innen engineering, evaluering og prediksjon. En mekanistisk korrosjonsmodell for galvaniske effekter av porøse jernsulfidfilmer på stål har blitt utviklet i COMSOL Multiphysics. Modellen muliggjør studier av korrosjonsparametre (f.eks hastighet og potensial) som funksjoner av vannkjemi, tykkelse og porøsitet av porøse lag m.m.

The number of sour oil and gas fields worldwide is increasing, as sweet fields are being depleted and high oil prices vouch for profitable development of sour oil and gas finds. Sour oil and gas production and transport always imply a risk of material dam age and shutdowns due to CO2/H2S corrosion, and especially localised corrosion attacks. Development of these fields necessitates development of better, and more economical, corrosion control methods to prevent environmental hazards and production upsets c aused by leaks and ruptures. Increased knowledge of the localized corrosion mechanisms is necessary to develop efficient prediction and mitigation methods. Of particular interest to the industry is the deeper understanding needed for control and mitigat ion of localized corrosion caused or influenced by deposits of solid particles (under-deposit corrosion, UDC), water condensation (top-of-line corrosion, TLC) and abrupt breakdown of protective corrosion layers. The project will combine experimental ac tivities, review of relevant literature and corrosion modelling with the aim of improved prediction of localized CO2/H2S corrosion. Systematic comparison will be performed between field experience and data/mechanisms obtained through laboratory studies, i ncluding recent field data reviews and the IFE field database, and the results and findings from H2S/CO2-related JIPs and other projects. The project will deliver explicit formulations of the corrosion mechanisms related to the scenarios studied. The proj ect will include studies of under-deposit corrosion with iron sulfides and other deposits like sand and carbonates, studies of corrosion during condensation in the top of the pipeline in systems with H2S in addition to CO2, studies of the kinetics of iron sulfide growth and breakdown, and development of a prediction philosophy and model for localized H2S/CO2 corrosion with emphasis on factors which can trigger localized attack.