Inhibiteur de corrosion pour champs pétrolifères

Un inhibiteur de corrosion pour champs pétrolifères agit pour prévenir ou ralentir la corrosion en formant une couche protectrice sur les surfaces métalliques exposées à des agents corrosifs. Cette couche protectrice peut être composée de plusieurs composants, selon le type d'inhibiteur et l'application spécifique.

Certains mécanismes courants par lesquels les inhibiteurs de corrosion pour champs pétrolifères fonctionnent comprennent :
La protection cathodique:Les inhibiteurs peuvent agir comme protecteurs cathodiques, empêchant la formation de cellules de corrosion en réduisant la vitesse de réaction anodique. Ce mécanisme implique le don d’électrons à la surface métallique corrodée, ce qui réduit la force motrice de la corrosion.

Formation d'une couche de passivation :Certains inhibiteurs peuvent former une couche protectrice sur la surface métallique, appelée couche de passivation, qui empêche les agents corrosifs d'entrer en contact direct avec le métal. Cette couche peut être composée de divers matériaux, tels que des films d'oxydes, des hydroxydes ou d'autres composés, selon l'inhibiteur utilisé.

Agents chélateurs :Certains inhibiteurs contiennent des agents chélateurs qui peuvent se lier étroitement aux ions métalliques, les empêchant ainsi de participer aux réactions de corrosion. En se complexant avec les ions métalliques, ces agents empêchent leur oxydation et ralentissent ainsi la vitesse de corrosion.

Neutralisation des agents corrosifs :Les inhibiteurs de corrosion pour champs pétrolifères peuvent également agir en neutralisant les agents corrosifs, tels que les acides ou l'oxygène dissous, dans la phase pétrolière ou aqueuse. Ceci peut être réalisé grâce à des réactions chimiques entre l'inhibiteur et l'agent corrosif, formant des produits inoffensifs qui ne constituent plus une menace pour la surface métallique.

Il convient de noter que l'efficacité des inhibiteurs de corrosion pour champs pétrolifères peut varier en fonction de facteurs tels que le type et la concentration d'agents corrosifs présents, le pH de l'environnement, la température et les propriétés spécifiques de la surface métallique. Par conséquent, la sélection de l’inhibiteur approprié pour une application donnée nécessite un examen attentif de ces facteurs.

Selon une étude récente de l'Association for Materials Protection and Performance (AMPP, anciennement NACE), la corrosion est responsable de plus de 2,5 billions de dollars (avec un « T ») de pertes et de dommages chaque année dans l'économie mondiale. Pour ceux qui comptent, cela représente 3,4 % du PIB mondial.
C'est tout simplement stupéfiant. Il est clair que la lutte contre la corrosion revêt une importance financière capitale pour l’industrie mondiale.

Tout d’abord, il est utile d’aborder spécifiquement ce qu’est la corrosion dans le pétrole et le gaz. En termes simples, la corrosion est le processus par lequel les métaux raffinés, comme l'acier, subissent une réaction chimique qui provoque une détérioration chimique ou électrochimique du métal.
Dans les procédés pétroliers et gaziers, la corrosion des équipements métalliques résulte généralement de l'un des procédés suivants :
Corrosion douce : le métal est exposé au dioxyde de carbone (CO2) ou à l'oxygène (O2) en présence d'eau.
Corrosion acide : le métal est exposé au sulfure d'hydrogène (H2S) en présence d'eau.
Corrosion induite par des microbes (MIC) : le métal est exposé à des déchets corrosifs, tels que le CO2, le H2S et les acides produits par des bactéries.
Corrosion galvanique : le métal se corrode lorsqu'il est exposé à d'autres métaux dans un électrolyte, souvent de l'eau impure.
Dans de nombreux cas, des inhibiteurs de corrosion sont utilisés pour prévenir ces types de corrosion dans les procédés pétroliers et gaziers.

Un inhibiteur de corrosion est un composé chimique conçu pour prévenir ou retarder le processus de corrosion par des moyens physiques ou chimiques.
Les inhibiteurs de corrosion sont utilisés comme additifs à l’état stable dans les procédés pétroliers et gaziers, ce qui signifie qu’ils sont continuellement injectés pour prévenir la corrosion.
Les inhibiteurs de corrosion ne sont qu’un des moyens utilisés par l’industrie pétrolière et gazière pour lutter contre la corrosion. D'autres méthodes incluent la protection cathodique, les revêtements protecteurs et la sélection appropriée des matériaux.

Dans l’industrie pétrolière et gazière, il existe 3 principaux types de produits chimiques utilisés pour inhiber la corrosion :
Inhibiteurs de corrosion filmogènes
Les inhibiteurs de corrosion filmogènes préviennent physiquement la corrosion en formant un film à l’intérieur d’un pipeline ou d’un récipient. Ce film repousse l'eau contenant des éléments corrosifs, empêchant ainsi tout contact avec la surface du pipeline. Il existe de nombreux types de produits chimiques utilisés dans les inhibiteurs de corrosion filmogènes, bien que les sous-produits azolés et pyrimidines soient souvent utilisés. Dans certains cas, des inhibiteurs de corrosion filmogènes peuvent également être utilisés pour empêcher l’accumulation de précipités indésirables, tels que du tartre, sur les composants internes des pipelines. Ceux-ci sont souvent appelés « inhibiteurs mixtes » ou « inhibiteurs combinés ».

Les piégeurs de gaz, tels que les piégeurs d'oxygène, les piégeurs de dioxyde de carbone et les piégeurs de sulfure d'hydrogène, inhibent la corrosion en convertissant chimiquement les gaz corrosifs en matériaux non corrosifs par le biais d'interactions chimiques. Ces produits chimiques contiennent souvent de la triazine ou diverses amines.

Les biocides inhibent la corrosion induite par les microbes (MIC) en tuant et en empêchant la formation de colonies bactériennes. Le glutaraldéhyde est un biocide couramment utilisé dans l’industrie pétrolière et gazière.

Ces trois types d'inhibiteurs de corrosion sont injectés dans les processus de pétrole, d'eau et de gaz naturel pour prévenir la corrosion des équipements, des pipelines et des cuves.

Le défi, bien entendu, consiste à déterminer la quantité d’inhibiteur de corrosion à injecter. Étant donné que bon nombre de ces produits chimiques peuvent créer des problèmes pour les processus en aval et le raffinage, il est important de minimiser la surutilisation de produits chimiques. Dans le même temps, une sous-injection expose les actifs à un risque de faillite.

C’est pourquoi les opérateurs pétroliers et gaziers et leurs prestataires de services recherchent de meilleurs moyens de calculer les taux d’injection des inhibiteurs de corrosion et d’automatiser les concentrations de traitement.

L’injection chimique précise d’inhibiteurs de corrosion étant essentielle à la réduction des coûts dans tous les procédés pétroliers et gaziers, les opérateurs de toutes tailles devraient envisager des moyens économiques d’automatiser l’injection d’inhibiteurs de corrosion.
Voici 3 conseils utiles pour automatiser l’injection d’inhibiteurs de corrosion dans les procédés pétroliers et gaziers.

● Utiliser un débitmètre
L'un des moyens les plus simples de minimiser le gaspillage d'inhibiteurs de corrosion tout en maintenant une intégrité acceptable des actifs consiste à utiliser les données d'un débitmètre en temps réel pour informer les taux d'injection.
Dans la plupart des cas, les inhibiteurs filmogènes sont injectés à des concentrations précises dans un procédé en fonction des coupes d'eau et des niveaux d'impuretés connus dans ce procédé. En supposant que ces pourcentages restent stables, un débitmètre peut indiquer le volume nécessaire d'inhibiteurs de corrosion en fonction d'une concentration prescrite.
Ceci est particulièrement utile dans les processus où les débits fluctuent considérablement au jour le jour, comme dans les systèmes d'évacuation d'eau salée ou de transfert d'eau produite.

● Mesurer en aval pour éclairer les applications futures
L’un des moyens les plus courants de garantir des niveaux de traitement appropriés des inhibiteurs filmogènes consiste à mesurer les résidus chimiques en aval. La mesure des résidus implique l’échantillonnage des fluides en aval pour détecter les concentrations d’inhibiteurs de corrosion dans le processus.

Si des inhibiteurs de corrosion sont appliqués à des concentrations appropriées, il devrait y avoir une certaine quantité de produits chimiques résiduels, bien que minimes, en aval. Si aucun résidu n’est présent, nous pourrions supposer que nous n’obtenons pas une protection complète. Si nous mesurons trop de résidus, nous pouvons alors supposer que nous traitons trop.

À l’instar de la mesure résiduelle, les entreprises devraient commencer à mesurer la corrosion réelle dans les équipements en aval de l’injection de l’inhibiteur de corrosion à l’aide de sondes de corrosion. Ce processus de « bouclage de la boucle » peut, au fil du temps, montrer à quel point les inhibiteurs de corrosion sont efficaces pour prévenir réellement la corrosion.
Bien entendu, le processus de mesure de la corrosion peut être difficile. Il peut être difficile de savoir où placer les sondes et quand effectuer les mesures. Dans des applications uniques, cela peut être peu utile.

● Mesurer l'utilisation réelle de produits chimiques
Pour tout opérateur pétrolier et gazier ou fournisseur de services désireux de réduire le coût de la corrosion et des inhibiteurs de corrosion, les deux méthodes ci-dessus peuvent être très utiles.
Cependant, ces deux méthodes doivent être éclairées par des données précises sur l’utilisation des produits chimiques.
Trop souvent, on suppose que le dosage réel des produits chimiques se fait au taux prescrit. L'analyse après coup suppose que, si la pompe était réglée à 15 GPD, elle injectait 15 GPD au cours de cette période.
En réalité, cette hypothèse est catégoriquement fausse et, si elle est fiable, elle continuera à dérouter ceux qui tentent d'optimiser leurs programmes d'automatisation des inhibiteurs de corrosion.
WellAware a étudié des milliers de systèmes d'injection de produits chimiques à travers le monde. Nous avons surveillé et automatisé des systèmes qui ont injecté plus de 860 000 gallons d'inhibiteur de corrosion l'année dernière.

Rejet d’eau contaminée :Les inhibiteurs de corrosion peuvent s'infiltrer dans l'eau de production ou les eaux usées pendant la production pétrolière et gazière, contaminant potentiellement les eaux de surface ou les eaux souterraines s'ils ne sont pas correctement traités avant leur rejet.
Impact sur les écosystèmes :Les produits chimiques présents dans les inhibiteurs de corrosion pourraient avoir des effets néfastes sur la vie aquatique, comme modifier l'équilibre du pH ou interférer avec les fonctions biologiques naturelles des organismes.

Manipulation et élimination appropriées :Les inhibiteurs de corrosion doivent être manipulés conformément à des protocoles de sécurité stricts et éliminés dans des installations de gestion des déchets appropriées, capables de traiter l'eau pour éliminer les contaminants avant leur rejet.

Gestion de l'eau:Les opérateurs doivent mettre en œuvre des stratégies efficaces de gestion de l’eau pour réduire le volume d’eau produite et recycler ou réutiliser autant que possible, minimisant ainsi le besoin en eau douce et le rejet d’eau traitée.

Technologies de réduction chimique :L'utilisation de technologies qui réduisent la quantité d'additifs chimiques requis, tels que des matériaux et des revêtements avancés, peut contribuer à réduire l'empreinte environnementale des inhibiteurs de corrosion.

Inhibiteurs écologiquement acceptables :Étudiez et utilisez des inhibiteurs de corrosion conçus avec des produits chimiques respectueux de l'environnement qui présentent moins de risques pour les écosystèmes en cas de libération accidentelle.

Surveillance et tests réguliers :Surveillez et testez régulièrement la contamination des eaux usées, en vous assurant qu'elles répondent aux normes réglementaires avant d'être rejetées.

Formation et sensibilisation :Offrir une formation au personnel impliqué dans la manipulation des inhibiteurs de corrosion afin de les sensibiliser aux risques potentiels et à l'importance de suivre des procédures de manipulation appropriées.

Collaboration avec les organismes de réglementation :Travailler en étroite collaboration avec les agences environnementales et respecter les réglementations locales et les normes internationales pour garantir que l'utilisation d'inhibiteurs de corrosion se situe dans des limites environnementales acceptables.

En mettant en œuvre ces mesures, l’industrie pétrolière et gazière peut atténuer l’impact environnemental des inhibiteurs de corrosion des champs pétrolifères tout en protégeant l’intégrité des actifs des champs pétrolifères.