הבנה של Scale and Paraffin Buildup

היווצרות בקנה מידה ופירוק פרפין הם שניים האתגרים המתמשכים ביותר של הבטחת זרימה בייצור שמן וגז. Scale מתרחשת כאשר מלחים מינרלים מומסים במים המיוצרים על גבולות הסולל שלהם ו precipitate על פני השטח בתוך ה- Wellbore, צינורות, ונוזלי שלב למטה.סוגים נפוצים כוללים פחמן (קלקטטה), סידן (gypsum או ahydrite), bariumsulfic) תחת לחץ על פני כדור הארץ (עופרת), בדרך כלל, לחץ על פני השטח התחתון (תרכובת לחץ פחמן (תרכובת), לחץ פחמן (תרכובת) ודלקתיטיסהרכב ספציפי).

Paraffin, או שעווה, הוא תערובת של מחסנים ארוכים N-alkanes (C18-C60+) שנשארו מומסים בשמן גולמי בטמפרטורות המאגר, אך התגבשות ו precipitate כמו נוזל קירור במהלך הייצור. Deposition הוא חמור ביותר בחלקים קרים של בארות - כמו גם את קרקעית הים בבארות offshore, באמצעות תת-ימי זרימה, או בפעילות החורף.

שיטות טיפול מסורתיות ומגבלות

במשך עשרות שנים, מפעילים התבססו על שיטות מכניות וכימיקליות כדי להילחם בקנה מידה ופפרפין. Acidizing עם חומצות הידרוכליות או אורגניות מתמוססות קשקשים פחמן, אך הוא לא יעיל נגד קשקשים סולפטים ויכול לקרוס ציוד אם לא מעכב כראוי. Solvent טיפולים באמצעות xylenelene, toluene, או ramtichtha הם נפוצים להסרת שיער, אך סביבתיים, בריאות, ובטיחות חם, או מתחמי חום, או מתחמי חום, או מתחמי חום, עלולים לתוך מתחזים לתוך מתחמי חום.

גישות קונבנציונליות אלה חולקות מספר מגבלות.לעתים קרובות דורשות שכפול תכופים - כל כמה ימים או שבועות - מניעת עלויות לוגיסטיקה וחשיפת כוח אדם לכימיקלים מסוכנים.הרבה פותרים וחומצות אינן ניתנות למדידה ופניהן גוברות על בדיקה רגולטורית. יתר על כן, שיטות מכניות כגון חוט חיתוך חוט או סלילת צינורות יכול לפגוע בכלים או להוריד את הכלים ודורשות ייצור לטווח ארוך יותר, כי הם זקוקים לפתרונות יותר יעילים יותר, רק לאחר שגורמים למניעים יותר, רק טיפול יעיל יותר, מאשר למניעה של עלויות, מאשר למניעה, רק לאחר שגורמים יעילים יותר, רק לאחר שגורמים יותר, רק טיפול תרופתיים, רק טיפול, רק טיפול תרופתיים, רק טיפול, רק טיפול, רק לאחר שגורמים יותר, רק טיפול יעיל יותר, רק טיפול יעיל יותר, רק טיפול תרופתי, רק טיפול בביקוש יעיל יותר, רק טיפול בביקוש יעיל יותר, מאשר טיפול תרופתי, רק טיפול בביקוש יעיל יותר, רק טיפול תרופתי, רק לאחר שגורמים יותר, רק טיפול תרופתי, יותר, רק טיפול תרופתי, יותר, מאשר טיפול תרופתי, מאשר טיפול תרופתי, רק טיפול בהסרת פתרונות טעינה, רק טיפול תרופתי, רק טיפול תרופתי, רק טיפול תרופתי, עלול לפגוע בשרירים, רק

חדשנות בטיפולים כימיים

ההתקדמות האחרונה בכימיה אורגנית, מדע פולימר וכימיה פני השטח יצרו דור חדש של מעכבים כימיים וסירקים הפועלים ברמה המולקולרית כדי למנוע או לעכב באופן משמעותי את היקף הסקאפין.החידושים האלה נועדו להיות מיושם כטיפולים מונעים - או באופן קבוע או ביישומים לוחצים תקופתיים - ולא התערבות קדמית.

ראשי > ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מעכבי בקנה מידה מודרני פועלים באמצעות מעכבי סף, עיוות גבישי ומנגנוני פיזור. Threshold מעכבים - כגון phosphonates, פוליקלטס, וחומצה זכרית copolymers - אשר קרוב אתרי צמיחה פעילים על גבי nuclei בשלב איטי מאוד מעכבי ריכוז נמוכים מאוד (בדרך כלל 1-20) הם מונעים צמיחה נוספת וגורמים גבישים להישאר קטנים ומפוזרים בשלב זהה כדי להמשיך לשלב את פני השטח המפוזרים כל כך נמוך יותר.

כימאים בקנה מידה מתקדם כוללים:

  • (FLT:0) מעכבים מבוססי-פסונפים: ראטמב 1 (Dimphtriamine Penta(methylene phosphonic acid) ו- hexamethylenedienedaamine tetra(methylene phosphonic acid) (HDTMP) יעילים נגד סולמות פחמן ו- barium satesate, עם יעילות תרמית וכושר ייצור איטי באמצעות סגסוגת באמצעות סגסוגת.
  • (FLT:0) מעכבים פוליקרימריים:FLT:1 sulfonate פוליוויאל (PVS), חומצה פוליקלית (PAA), ופולי אקרימיד מחוספס מציע סובלנות גבוהה סידן ושיעורי מינון נמוכים.המשקל המולקולרי וקבוצות פונקציונליות שלהם יכולים להיות מותאמים לטיפוסים ספציפיים.
  • (FLT:0) מעכבי בקנה מידה ירוק: 1FLT:1 חומצה פוליאספרטית, נגזרות שיוטוסאן, ו-Lgnosulfonates משתנות הם ביו-דידה ומציגים ביצועים חזקים נגד סולמות פחמן.

Paraffin Inhibitors: Pour Point Depressants and Crystal Modifiers

מעכבי פרפין פועלים על ידי שינוי התנהגות הקריסטליזציה של מולקולות שעווה. הם מסווגים בדרך כלל כמו לשפוך נקודה מדכאים (PPDs) או ממריצים גבישי שעווה. PPDs - לעתים קרובות copolymers של ethylene-vinyl acetate (EVA) או ethylene-propylene - בהשוואה להיווצרות של רשת תלת מימדית, אשר מורידה את הטמפרטורה כמו אבקת שמן הרחם, כמו גם נגד פולימרן, כמו גם נגד פולימרים זכר, כמו גם נגד חומצה פולימר, כמו חומצה פולימרנית.

ניסוחים חדשים כוללים:

  • (FLT:0) ,Pour Point מדכאים עבור גסות שעווה:FLT 1:1 גבוה פוליאלקyl methacrylates ופוליאולפינים שונים שיכולים לדכא נקודות על ידי 10-40 מעלות צלזיוס, המאפשר ייצור משדות מים עמוקים עם טמפרטורות קרקעית ים קר.
  • (FLT:0) מעכבי פעולה:FLT:1 כימיקלים היברידיים המשלבים פונקציות של ריצוף ועיכוב פרפין, צמצום מספר נקודות ההזרקה ופשטה לוגיסטיקה.
  • (FLT:0) Nanoparticle-enhanced מעכבים:FLT 1:1 פחמן nanotubes ו חלקיקים סיליק פונקציונלי המשמש כתבניות לשינוי שעווה, המציע יותר שמירה דרישות מינון נמוך יותר.

פורמולה אחראית לסביבה

הגופים הרגולטוריים כגון סוכנות הגנת הסביבה של ארה"ב (EPA) ואמנת אוסלו-פריז (OSPAR) הפחיתו את המגבלות על שחרור כימיקלים של נפטפילד.זה מאיץ את התפתחות המאזניים וה מעכבים פרפין. כימיקלים חדשים רבים מסווגים כ- “ Golden &dquo; Orldquo;sver &dquo; תחת שימוש סביבתי; תחת שימוש שלילי (NFR) באזורים כימיים ו-OFHOCredquo; UnFHOCredquo; UnFED) הם רגישים לשימוש כימי (OCredquo; and UnFED) ו-OFR; UnFredquo; UnFED) ב-OFredquo; OSPedualquo; OSPEDOCredquo; OSPEDOCredquo; OSPED) ו-OCredquo; OSPEDIUM; OSPED (OHDOHDOHDOHDOHDOHDOHDOCEDOCredquo; OSPEDOCredquo; OSPED) תחת שימוש ב-OHDOHDOHDOCEDOHDOFED

דוגמאות כוללות:

  • (FLT:0) באופן פולימרי: 1FLT:1 , פולימר ביו-דמדן מעכב ביעילות את כמות הסידן וסידן פוספט עם רעילות מימית נמוכה.
  • (ב) ויקרא י"א): "ה'ומונים' (ב"ד) ו"הל" (ב"ב)" (ב"ב)"ב[[1924]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]
  • (FLT:0) ,Terpene מבוסס paraffin פותרים:FLT:1 דרבירד מ שמן הדר או אורן, אלה מציעים פתור גבוה עבור הפקדות פרפין עם biodegradation מהיר, החלפת פחמימנים ארומטיים.

לקריאה נוספת על הנחיות סביבתיות, ראה את ה-FLT:0 ⁇ s DatabaseFLT:1 ו-FLT:2EPA Effluent Guidelines for Oil and Gas ExtractionFLT 3.

אסטרטגיות יישום ופרקטיקה הטובה ביותר

טיפול כימי מוצלח בקנה מידה ובקרת פרפין תלוי לא רק בבחירת מעכב הנכון, אלא גם על יישום זה נכון. ניסיון שדה מראה כי a “ גודל אחד מתאים את כל ” גישה רק לעתים רחוקות מצליח; כל אחד טוב חייב להיות מאופיין על ידי קומפוזיציה, פרופיל טמפרטורה, לחץ, תוכן שעווה, ומהירות ייצור. 2 טכניקות יישום ראשוני לשלוט: טיפול בקנה מידה ומניע עבור מעכבים עבור צינורות עבור מעכבים עבור מעכבים רציפה.

טיפול ב- Scale Inhibitors

לסחוט בקנה מידה כולל משאבה של פתרון כימי ריכוז גבוה לתוך היווצרות תחת תנאי הזרקת fracturing או matrix.הפרסומות מעכבים על משטחים מינרלים באזור ליד-wellbore. כאשר הייצור קורות חיים, את הזיהומים הכימיים אופטימיזציה לאט, שחרור ריכוז נמוך (ירידה) לתוך המים המיוצרים.

הזריקה הרצינית של Paraffin Inhibitors

עבור שליטה פרפין, הזרקת רציף של מעכבים באמצעות מיתר קפילרי או הזריקה הכימית מנדלדל נפוץ יותר. מעכב ממוצב לתוך זרם הייצור בקצב של 20-200 ppm של נפח שמן, בהתאם לתוכן ונקודות הזרקת חומרת שעווה ממוקמים לעתים קרובות מתחת לטמפרטורת שעווה מקסימלית כדי להבטיח מיקסום מתחיל.

מעקב ואופטימיזציה

כדי למקסם את יעילות הטיפול, המפעילים משתמשים במגוון של טכניקות ניטור:

  • ניתוח מעכבים:0 (FLT:1) sampling נוזל תקופתי ובדיקות מעבדה (למשל, ספקטרום מסה פלזמה משותף עבור זרפופונים או chromatography נוזלי ביצועים גבוהים עבור פולימרים) להבטיח כי ריכוז הסף נשמר.
  • (FLT:0) טכניקות זיהוי של סקריל: 1FLT:1 Downhole calipers, מדידה של עובי קיר קול, וסיבים-אופטיקה מבוזר טמפרטורה חישה (DTS) יכול לחשוף את הצטברות הגדלה לפני שהוא הופך חמור.
  • (FLT:0) למדידת שיעור הפחתת לחץ: 1 (FIRLT:1) ניתוח מגמה פשוטה של ירידה בלחץ על פני זרם או צ'קוזי מספק התראה מוקדמת.

משוב ממכשירים ואינדיקטורים ביצועיים מרכזיים (למשל, זמן בין טיפולים, קצב ירידה בייצור) מדריך לשיפור מתמשך.תוכנית ניהול כימי מקיף כוללת גם מעקב אחר מיכל לנפח של כימיקלים, ביקורת ספקים, וסקירות ביצועים שנתיות.

יתרונות כלכליים ומבצעיים

אימוץ טיפולים כימיים חדשניים מניב שיפורים משמעותיים בכלכלה טובה.רווחי טיפול מורחבים להפחית את תדירות פעולות התערבות - עבודות ריצוף, פתורים, או סלילת צ'קוזי - עלייה בעלויות ישירות ופחות ייצור מופרע.עבור טיפוסי לייצור 10,000 bbl/d, ירידה של 30% בתדירות התערבות יכול לתרגם לחיסכון שנתי של 200 אלף דולר ל- 500,000 $ בזמן, כאשר הפסד מוצלח של ייצור נוח, תמיכה במשלוח.

בנוסף, מניעת קשקשים ופקדות פרפין שומרת על שטח זרימה מלא, צמצום ההפסדים החיכוך וההבאה של ירידה גבוהה יותר. וולס מטופלים עם מעכבים מתקדמים לעתים קרובות מראה עקומת ייצור שטוחה בהשוואה לבארות לא מטופלים.החיסול של פיקדונות מזיקים גם מרחיב את החיים - שסתום בטיחות חור, גז מרימה מחוסנים, ועצים תת-ימיים סובלים פחות שחיקה, קורוזיאונדאז', וחסם של פסולת מזיקה, וחסומי בטיחות, ולהפחית את הסיכון חזק, ולהפחית את בטיחות סביבתית, ולהפחית את הסיכון חזק, ולהפחית את הסיכון סביבתי.

ניתוח עלות מפורטת של גבישי שעווה עבור שדה בוגר במערב טקסס הדגיש כי מעבר משמן חם שבועי להזרקה רציפה של מאמת גבישי שעווה ביומדרד הפחיתה את העלות הכוללת של ניהול פרפין על ידי 62% במשך שנתיים, בעוד הייצור גדל על ידי 8% בגלל פחות אירועים דומים מקרי ירידה.

תחזית עתיד

הגבול של מחקר טיפול כימי נע לכיוון “ כימיקלים מגיבים באופן דינמי לשינוי תנאים טובים. מעכבי עצמי-מעכבי שילוב microcapsules או מולקולות עיכוב שחרור אשר משחררות כימיקלים רק כאשר מופעל על ידי pH מסוים, טמפרטורה או רזת הצלה גבוהה במהלך תקופות ייצור נמוכות או ירידה במים.

ננוטכנולוגיה היא עוד דרך מבטיחה.מתכת-oxide nanoparticles פונקציונלי עם מולקולות מעכב יכול להיות פרוס כדי מעיל משטחים חרטה, מתן מחסום עמיד נגד שני קנה מידה ופפרפין. שטח פני השטח הגדול שלהם וכימיה פני השטח החותאמת לאפשר טעינה גבוהה של מרכיב פעיל ושחרור מתמשך במשך חודשים. פילד באמצעות חלקיקים נושאים מעכבי phosphonateateors הראו 40% יותר מאשר לסחוט חיים קונבנציונאליים.

שילוב דיגיטלי הוא גם לעצב מחדש את תהליכי ניהול כימי.מחשב אלגוריתמים מאומן על ייצור היסטורי, כימיה חדה, ונתוני טיפול יכולים לחזות אירועים של ניתוק נפילה עם ימים של זמן להוביל. בשילוב עם מערכות הזריקה הכימית האוטומטיות, אלגוריתמים אלה מאפשרים אופטימיזציה בזמן אמת של מינון כימי.ענן מבוסס לוחות נתונים מאפשרים ניטור מרחוק של כל בארות בתחום, המאפשר התערבות יעילה וצמצום הצורך במהנדסים כימיים.

למידע נוסף על פתרונות דיגיטליים מתעוררים, ראה מאמר מאגודה למהנדסי הנפט:0FLT:0Flow Assurance Articles on JPTIRFLT:1.

מסקנה

טיפולים כימיים חדשניים עבור קנה מידה ובקרת פרפין התפתחו הרבה מעבר לחומצה המסורתית ושיטות לפתרון. מעכבי בקנה מידה מודרני מעכבי פרפין - נתמך על ידי כימאים ביו-דידים, מערכות אספקה חכמות, ניטור דיגיטלי - מול מפעילי היכולת לשמור על יעילות טובה עם פחות התערבות, עלויות מאתגרות יותר, והפחתה של ההשפעה הסביבתית המוצלחת של טכנולוגיות אלה דורש הבנה מעמיקה של תנאים מתקדמים, זהירות של ביצועים מתקדמים יותר ויותר, כמו פיתוח יעיל יותר ויותר, פיתוח משאבים חדשים מתקדמים, כמו גם פיתוח יעיל יותר ויותר.