ท่อฉีดสารเคมีในหลุม - ทำไมพวกเขาถึงล้มเหลว?ประสบการณ์ ความท้าทาย และการใช้วิธีทดสอบใหม่
ลิขสิทธิ์ 2012 สมาคมวิศวกรปิโตรเลียม
เชิงนามธรรม
Statoil กำลังดำเนินการหลายฟิลด์ที่ใช้การฉีดสารยับยั้งตะกรันลงหลุมอย่างต่อเนื่องมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันท่อส่วนบนและวาล์วนิรภัยจาก (Ba/Sr) SO4orCaCO;ในกรณีที่การบีบขนาดอาจทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงในการดำเนินการเป็นประจำ เช่น การผูกพื้นที่ใต้ทะเล
การฉีดสารยับยั้งตะกรันลงหลุมอย่างต่อเนื่องเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่เหมาะสมทางเทคนิคในการปกป้องท่อส่วนบนและวาล์วนิรภัยในหลุมที่มีศักยภาพในการปรับขนาดเหนือเครื่องบรรจุหีบห่อสำหรับการผลิตโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลุมที่ไม่จำเป็นต้องบีบเป็นประจำเนื่องจากศักยภาพในการปรับขนาดในบริเวณใกล้หลุมเจาะ
การออกแบบ การใช้งาน และการบำรุงรักษาสายฉีดสารเคมีจำเป็นต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษกับการเลือกวัสดุ คุณสมบัติทางเคมี และการตรวจสอบความดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล และรูปทรงเรขาคณิตของระบบอาจก่อให้เกิดความท้าทายในการทำงานอย่างปลอดภัยความท้าทายได้รับการระบุในสายฉีดยาวหลายกิโลเมตรจากโรงงานผลิตไปยังต้นแบบใต้ทะเลและในวาล์วฉีดลงไปในหลุม
ประสบการณ์ภาคสนามแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของระบบหัวฉีดแบบต่อเนื่องในหลุมเจาะที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการตกตะกอนและการกัดกร่อนการศึกษาในห้องปฏิบัติการและการประยุกต์ใช้วิธีการใหม่สำหรับคุณสมบัติทางเคมีที่เป็นตัวแทนความต้องการสำหรับการดำเนินการสหสาขาวิชาชีพได้รับการกล่าวถึง
การแนะนำ
Statoil กำลังดำเนินการหลายสาขาที่มีการฉีดสารเคมีลงหลุมอย่างต่อเนื่องซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับการฉีดสารยับยั้งตะกรัน (SI) โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อป้องกันท่อด้านบนและวาล์วนิรภัยด้านล่างรู (DHSV) จาก (Ba/Sr) SO4orCaCO;มาตราส่วน.ในบางกรณี เบรกเกอร์อิมัลชันจะถูกฉีดลงรูเพื่อเริ่มกระบวนการแยกสารให้ลึกที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ที่อุณหภูมิสัมพัทธ์สูง
การฉีดสารยับยั้งตะกรันลงหลุมอย่างต่อเนื่องเป็นวิธีการแก้ปัญหาที่เหมาะสมทางเทคนิคในการปกป้องส่วนบนของหลุมที่มีศักยภาพในการปรับขนาดเหนือเครื่องบรรจุหีบห่อสำหรับการผลิตอาจแนะนำให้ทำการฉีดอย่างต่อเนื่องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในหลุมที่ไม่จำเป็นต้องบีบเนื่องจากมีศักยภาพในการปรับขนาดต่ำในหลุมเจาะใกล้หรือในกรณีที่การบีบขนาดอาจทำได้ยากและมีค่าใช้จ่ายสูงในการดำเนินการเป็นประจำ เช่น การผูกพื้นที่ใต้ทะเล
Statoil ได้ขยายประสบการณ์ในการฉีดสารเคมีอย่างต่อเนื่องไปยังระบบด้านบนและแม่แบบใต้ทะเล แต่ความท้าทายใหม่คือการนำจุดฉีดเข้าไปในหลุมให้ลึกยิ่งขึ้นการออกแบบ การใช้งาน และการบำรุงรักษาสายฉีดสารเคมีจำเป็นต้องให้ความสำคัญเป็นพิเศษในหลายหัวข้อเช่นการเลือกใช้วัสดุ คุณสมบัติทางเคมี และการตรวจสอบความดัน อุณหภูมิ อัตราการไหล และรูปทรงเรขาคณิตของระบบอาจก่อให้เกิดความท้าทายในการทำงานอย่างปลอดภัยมีการระบุความท้าทายในสายฉีดยาว (หลายกิโลเมตร) จากโรงงานผลิตไปยังแม่แบบใต้ทะเลและเข้าไปในวาล์วฉีดในหลุมรูปที่ 1ระบบหัวฉีดบางระบบทำงานตามแผน ขณะที่ระบบอื่นๆ ไม่ทำงานเนื่องจากสาเหตุหลายประการมีการวางแผนการพัฒนาสนามใหม่หลายแห่งสำหรับการฉีดสารเคมีใต้หลุมเจาะ (DHCI);อย่างไรก็ตาม;ในบางกรณีอุปกรณ์ยังไม่มีคุณสมบัติครบถ้วน
การประยุกต์ใช้ DHCI เป็นงานที่ซับซ้อนมันเกี่ยวข้องกับความสมบูรณ์และการออกแบบหลุม เคมีของหลุม ระบบด้านบนและระบบปริมาณสารเคมีของกระบวนการด้านบนสารเคมีจะถูกสูบจากด้านบนผ่านทางสายฉีดสารเคมีไปยังอุปกรณ์ที่เสร็จสมบูรณ์และลงสู่บ่อดังนั้นในการวางแผนและดำเนินโครงการประเภทนี้ ความร่วมมือระหว่างสาขาวิชาต่างๆ จึงมีความสำคัญต้องมีการประเมินข้อพิจารณาต่างๆ และการสื่อสารที่ดีในระหว่างการออกแบบเป็นสิ่งสำคัญวิศวกรกระบวนการ วิศวกรใต้ทะเล และวิศวกรด้านความสมบูรณ์มีส่วนร่วม โดยเกี่ยวข้องกับหัวข้อเคมีของหลุม การเลือกวัสดุ การรับประกันการไหล และการจัดการสารเคมีในการผลิตความท้าทายอาจเป็นราชาแห่งปืนเคมีหรือความเสถียรของอุณหภูมิ การกัดกร่อน และในบางกรณีอาจเกิดผลกระทบจากสุญญากาศเนื่องจากแรงดันในพื้นที่และผลกระทบจากการไหลในสายฉีดสารเคมีนอกจากนี้ สภาวะต่างๆ เช่น ความดันสูง อุณหภูมิสูง อัตราก๊าซสูง ศักยภาพในการปรับขนาดสูง，จุดที่ฉีดทางไกลและลึกลงไปในบ่อ ทำให้เกิดความท้าทายทางเทคนิคและข้อกำหนดที่แตกต่างกันสำหรับสารเคมีที่ฉีดและวาล์วฉีด
ภาพรวมของระบบ DHCI ที่ติดตั้งในการดำเนินงานของ Statoil แสดงให้เห็นว่าประสบการณ์ไม่ได้ประสบความสำเร็จเสมอไป ตารางที่ 1 อย่างไรก็ตาม กำลังดำเนินการวางแผนเพื่อปรับปรุงการออกแบบการฉีด คุณสมบัติทางเคมี การดำเนินการและการบำรุงรักษาความท้าทายแตกต่างกันไปในแต่ละสนาม และปัญหาไม่จำเป็นว่าตัววาล์วฉีดสารเคมีจะไม่ทำงาน
ในช่วงหลายปีที่ผ่านมามีความท้าทายหลายประการเกี่ยวกับสายฉีดสารเคมีใต้หลุมเจาะในบทความนี้มีตัวอย่างบางส่วนที่ได้รับจากประสบการณ์เหล่านี้บทความนี้กล่าวถึงความท้าทายและมาตรการในการแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับสายงาน DHCIจะได้รับประวัติสองกรณีหนึ่งในการกัดกร่อนและอีกหนึ่งในราชาปืนเคมีประสบการณ์ภาคสนามแสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนของระบบหัวฉีดแบบต่อเนื่องในหลุมเจาะที่เกี่ยวข้องกับปัญหาการตกตะกอนและการกัดกร่อน
นอกจากนี้ยังพิจารณาการศึกษาในห้องปฏิบัติการและการประยุกต์ใช้วิธีการใหม่สำหรับการตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีด้วยวิธีการปั๊มสารเคมี ศักยภาพในการปรับขนาดและการป้องกัน การใช้อุปกรณ์ที่ซับซ้อน และสารเคมีจะส่งผลต่อระบบด้านบนอย่างไรเมื่อสารเคมีถูกผลิตกลับเกณฑ์การยอมรับสำหรับการใช้สารเคมีเกี่ยวข้องกับประเด็นด้านสิ่งแวดล้อม ประสิทธิภาพ ความจุของถังเก็บน้ำ อัตราการสูบ ปั๊มที่มีอยู่สามารถใช้ได้หรือไม่ เป็นต้น คำแนะนำทางเทคนิคต้องขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ของของไหลและเคมี การตรวจจับสารตกค้าง ความเข้ากันได้ของวัสดุ การออกแบบสะดือใต้ทะเล ระบบปริมาณสารเคมี และวัสดุที่อยู่รายรอบเส้นเหล่านี้สารเคมีอาจต้องยับยั้งไฮเดรตเพื่อป้องกันการอุดตันของสายฉีดจากการบุกรุกของก๊าซ และสารเคมีต้องไม่แข็งตัวระหว่างการขนส่งและการเก็บรักษาในแนวทางภายในที่มีอยู่ มีรายการตรวจสอบที่สามารถใช้สารเคมีในแต่ละจุดในระบบได้ คุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ความหนืดเป็นสิ่งสำคัญระบบหัวฉีดอาจบ่งบอกถึงระยะทาง 3-50 กม. ของสายสะดือใต้ทะเลและ 1-3 กม. ลงไปในบ่อดังนั้นความเสถียรของอุณหภูมิจึงมีความสำคัญเช่นกันอาจต้องพิจารณาการประเมินผลกระทบต่อเนื่อง เช่น ในโรงกลั่นด้วย
ระบบฉีดสารเคมีแบบลงหลุม
ประโยชน์ด้านต้นทุน
การฉีดยายับยั้งตะกรันลงหลุมอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกัน DHS Vor ท่อการผลิตอาจคุ้มค่าเมื่อเทียบกับการบีบหลุมด้วยสารยับยั้งตะกรันการใช้งานนี้ช่วยลดโอกาสที่จะเกิดความเสียหายจากการก่อตัวเมื่อเทียบกับการบีบตะกรัน ลดปัญหาที่อาจเกิดขึ้นในกระบวนการหลังจากการบีบตะกรัน และให้ความเป็นไปได้ในการควบคุมอัตราการฉีดสารเคมีจากระบบฉีดด้านบนระบบหัวฉีดอาจใช้เพื่อฉีดสารเคมีอื่นๆ ลงหลุมอย่างต่อเนื่อง และด้วยเหตุนี้จึงช่วยลดความท้าทายอื่นๆ ที่อาจเกิดขึ้นต่อไปในกระบวนการผลิตที่ปลายน้ำ
การศึกษาที่ครอบคลุมได้ดำเนินการพัฒนากลยุทธ์ระดับความลึกของ Oseberg S หรือภาคสนามข้อกังวลหลักคือ CaCO;การปรับขนาดในท่อด้านบนและความล้มเหลวของ DHSV ที่เป็นไปได้ข้อพิจารณาของ Oseberg S หรือกลยุทธ์การจัดการเครื่องชั่งสรุปได้ว่าในช่วงเวลาสามปี DHCI เป็นโซลูชันที่คุ้มค่าที่สุดในหลุมที่สายฉีดสารเคมีทำงานอยู่องค์ประกอบต้นทุนหลักที่เกี่ยวข้องกับเทคนิคการแข่งขันของ Scale Squeeze คือน้ำมันรอตัดบัญชีมากกว่าต้นทุนเคมี/ปฏิบัติการสำหรับการใช้ตัวยับยั้งตะกรันในการยกแก๊ส ปัจจัยหลักเกี่ยวกับต้นทุนสารเคมีคืออัตราการยกแก๊สสูงซึ่งนำไปสู่ความเข้มข้นของ SI สูง เนื่องจากความเข้มข้นต้องสมดุลกับอัตราการยกแก๊สเพื่อหลีกเลี่ยงราชาปืนเคมีสำหรับสองหลุมบน Oseberg S หรือที่มีสาย DHC I ที่ใช้งานได้ดี ตัวเลือกนี้ได้รับเลือกเพื่อป้องกัน DHS V จาก CaCO;ปรับขนาด
ระบบหัวฉีดและวาล์วแบบต่อเนื่อง
โซลูชันที่มีอยู่เดิมโดยใช้ระบบฉีดสารเคมีอย่างต่อเนื่องเผชิญกับความท้าทายในการป้องกันการอุดตันของเส้นเลือดฝอยโดยทั่วไป ระบบหัวฉีดจะประกอบด้วยเส้นฝอยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก 1/4” หรือ 3/8” (OD) ซึ่งต่อเข้ากับท่อร่วมพื้นผิว ป้อนเข้า-ออก และเชื่อมต่อกับที่แขวนท่อที่ด้านรูปวงแหวนของท่อสายคาพิลลารีถูกยึดเข้ากับเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของท่อผลิตโดยแคลมป์คอท่อแบบพิเศษ และวิ่งที่ด้านนอกของท่อจนถึงแกนฉีดสารเคมีตามธรรมเนียมแล้ว แมนเดรลจะถูกวางไว้เหนือลำธารของ DHS V หรือลึกกว่านั้นในบ่อน้ำ โดยมีจุดประสงค์เพื่อให้สารเคมีที่ฉีดเข้าไปมีเวลาในการกระจายตัวที่เพียงพอ และวางสารเคมีในจุดที่พบความท้าทาย
ที่วาล์วฉีดสารเคมี รูปที่ 2 ตลับขนาดเล็กที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.5 นิ้วมีวาล์วกันกลับซึ่งป้องกันของเหลวจากหลุมเจาะไม่ให้เข้าสู่เส้นเลือดฝอยมันเป็นเพียงก้านขนาดเล็กที่ขี่สปริงแรงสปริงตั้งค่าและคาดการณ์แรงดันที่ต้องใช้ในการเปิดก้านออกจากที่นั่งซีลเมื่อสารเคมีเริ่มไหล ก๊อกจะถูกยกออกจากที่นั่งและเปิดเช็ควาล์ว
จำเป็นต้องมีการติดตั้งเช็ควาล์วสองตัววาล์วหนึ่งตัวเป็นตัวกั้นหลักที่ป้องกันไม่ให้ของไหลจากหลุมเจาะเข้าสู่เส้นเลือดฝอยซึ่งมีความดันเปิดที่ค่อนข้างต่ำ (2-15 บาร์) หากความดันไฮโดรสแตติกภายในท่อแคปิลลารีน้อยกว่าความดันของหลุมเจาะ ของเหลวในหลุมเจาะจะพยายามเข้าไปในท่อแคปิลลารีเช็ควาล์วอีกตัวมีแรงดันเปิดผิดปกติที่ 130-250 บาร์ และเรียกว่าระบบป้องกันท่อยูวาล์วนี้ป้องกันไม่ให้สารเคมีภายใน capillary line ไหลเข้าสู่หลุมเจาะอย่างอิสระ หากความดันไฮโดรสแตติกภายใน capillary line มากกว่าความดันหลุมเจาะที่จุดฉีดสารเคมีภายในท่อผลิต
นอกจากเช็ควาล์วสองตัวแล้ว โดยปกติแล้วจะมีตัวกรองแบบอินไลน์ จุดประสงค์คือเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีเศษผงใดๆ ที่อาจเป็นอันตรายต่อความสามารถในการซีลของระบบเช็ควาล์ว
ขนาดของเช็ควาล์วที่อธิบายไว้ค่อนข้างเล็ก และความสะอาดของของไหลที่ฉีดเข้าไปเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำงานเชื่อกันว่าเศษในระบบสามารถถูกชะล้างออกไปได้โดยการเพิ่มอัตราการไหลภายในเส้นเลือดฝอย เพื่อให้เช็ควาล์วเปิดออกอย่างเต็มที่
เมื่อเช็ควาล์วเปิดออก แรงดันที่ไหลจะลดลงอย่างรวดเร็วและกระจายไปตามเส้นเลือดฝอยจนกระทั่งแรงดันเพิ่มขึ้นอีกครั้งจากนั้นเช็ควาล์วจะปิดจนกว่าการไหลของสารเคมีจะสร้างแรงดันเพียงพอที่จะเปิดวาล์วผลที่ได้คือการสั่นของแรงดันในระบบเช็ควาล์วแรงดันเปิดที่สูงกว่าในระบบเช็ควาล์ว พื้นที่การไหลจะน้อยลงเมื่อเปิดเช็ควาล์ว และระบบพยายามที่จะบรรลุสภาวะสมดุล
วาล์วฉีดสารเคมีมีแรงดันเปิดที่ค่อนข้างต่ำและหากความดันของท่อที่จุดทางเข้าของสารเคมีมีค่าน้อยกว่าผลรวมของความดันไฮโดรสแตติกของสารเคมีภายใน capillary line บวกกับความดันเปิดวาล์วตรวจสอบ ใกล้กับสุญญากาศหรือสุญญากาศจะเกิดขึ้นที่ส่วนบนของ capillary lineเมื่อการฉีดสารเคมีหยุดลงหรือการไหลของสารเคมีต่ำ สภาวะใกล้สุญญากาศจะเริ่มเกิดขึ้นในส่วนบนของเส้นเลือดฝอย
ระดับของสุญญากาศจะขึ้นอยู่กับความดันหลุมเจาะ ความถ่วงจำเพาะของสารเคมีผสมที่ฉีดเข้าไปซึ่งใช้ภายใน capillary line ความดันเปิดเช็ควาล์วที่จุดฉีด และอัตราการไหลของสารเคมีภายใน capillary lineสภาพหลุมจะแตกต่างกันไปตามอายุการใช้งานของสนาม และศักยภาพของการเกิดสุญญากาศก็จะแตกต่างกันไปตามช่วงเวลาด้วยสิ่งสำคัญคือต้องตระหนักถึงสถานการณ์นี้เพื่อพิจารณาและป้องกันอย่างเหมาะสมก่อนที่จะเกิดความท้าทายที่คาดไว้
เมื่อรวมกับอัตราการฉีดที่ต่ำ โดยทั่วไปแล้วตัวทำละลายที่ใช้ในงานประเภทนี้จะระเหยทำให้เกิดผลกระทบที่ยังไม่ได้สำรวจอย่างเต็มที่ผลกระทบเหล่านี้คือ gun king หรือการตกตะกอนของของแข็ง เช่น พอลิเมอร์ เมื่อตัวทำละลายระเหย
นอกจากนี้ เซลล์กัลวานิกสามารถก่อตัวขึ้นได้ในช่วงการเปลี่ยนผ่านระหว่างพื้นผิวของไหลของสารเคมีและเฟสของก๊าซใกล้สุญญากาศที่เติมไอระเหยด้านบนสิ่งนี้สามารถนำไปสู่การกัดกร่อนแบบรูพรุนเฉพาะที่ภายในเส้นเลือดฝอย อันเป็นผลจากความก้าวร้าวที่เพิ่มขึ้นของสารเคมีภายใต้สภาวะเหล่านี้เกล็ดหรือผลึกเกลือก่อตัวเป็นแผ่นฟิล์มภายในเส้นเลือดฝอยเนื่องจากภายในแห้งอาจติดขัดหรืออุดเส้นเลือดฝอยได้
ปรัชญาอุปสรรคที่ดี
เมื่อออกแบบโซลูชันหลุมเจาะที่แข็งแกร่ง Statoil กำหนดให้มีความปลอดภัยในหลุมตลอดเวลาตลอดวงจรชีวิตของหลุมดังนั้น Statoil จึงต้องมีสิ่งกีดขวางบ่อน้ำสองแห่งที่แยกจากกันรูปที่ 3 แสดงแผนผังของสิ่งกีดขวางหลุมที่ผิดปกติ โดยที่สีฟ้าแสดงถึงเปลือกของสิ่งกีดขวางหลุมหลักในกรณีนี้คือท่อผลิตสีแดงหมายถึงซองกั้นรองปลอกทางด้านซ้ายของแบบร่าง การฉีดสารเคมีจะแสดงเป็นเส้นสีดำที่มีจุดฉีดไปยังท่อผลิตในพื้นที่ที่มีเครื่องหมายสีแดง (สิ่งกีดขวางรอง)ด้วยการแนะนำระบบการฉีดสารเคมีเข้าไปในหลุม ทั้งสิ่งกีดขวางหลุมเจาะหลักและรองจะตกอยู่ในอันตราย
ประวัติกรณีเกี่ยวกับการกัดกร่อน
ลำดับเหตุการณ์
การฉีดสารเคมียับยั้งการเกิดตะกรันในหลุมลึกได้ถูกนำไปใช้ในบ่อน้ำมันที่ดำเนินการโดย Statoil บนไหล่ทวีปของนอร์เวย์ในกรณีนี้ สารยับยั้งตะกรันที่ใช้มีคุณสมบัติเหมาะสมสำหรับการใช้งานด้านบนและใต้ทะเลความสมบูรณ์ของหลุมตามมาด้วยการติดตั้ง DHCIpointat2446mMD รูปที่ 3การฉีดสารยับยั้งตะกรันด้านบนลงหลุมเริ่มต้นขึ้นโดยไม่มีการทดสอบสารเคมีเพิ่มเติม
หลังจากหนึ่งปีของการรั่วไหลของการทำงานในระบบฉีดสารเคมีถูกสังเกตและเริ่มการตรวจสอบการรั่วไหลมีผลเสียต่อสิ่งกีดขวางบ่อน้ำเหตุการณ์ที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับหลายหลุมและบางบ่อต้องปิดตัวลงในขณะที่การสอบสวนยังดำเนินอยู่
มีการดึงท่อการผลิตและศึกษารายละเอียดการกัดกร่อนถูกจำกัดไว้ที่ด้านใดด้านหนึ่งของท่อ และข้อต่อท่อบางส่วนสึกกร่อนจนมีรูทะลุได้เหล็กโครเมียม 3% หนาประมาณ 8.5 มม. สลายตัวภายในเวลาไม่ถึง 8 เดือนการกัดกร่อนหลักเกิดขึ้นที่ส่วนบนของหลุม ตั้งแต่หลุมผลิตลงไปที่ความลึกประมาณ 380 เมตร MD และพบข้อต่อท่อที่มีการสึกกร่อนที่เลวร้ายที่สุดที่ความลึกประมาณ 350 เมตร MDด้านล่างมีการกัดกร่อนเล็กน้อยหรือไม่มีเลย แต่พบเศษขยะจำนวนมากบนท่อ OD
ปลอกหุ้มขนาด 9-5/8'' ก็ถูกตัดและดึงเช่นกัน และสังเกตเห็นผลที่คล้ายกันโดยมีการสึกกร่อนบริเวณส่วนบนของบ่อน้ำเพียงด้านเดียวเท่านั้นการรั่วไหลที่เกิดขึ้นเกิดจากการระเบิดของส่วนที่อ่อนแอของท่อ
วัสดุสายฉีดสารเคมีคือโลหะผสม 825
คุณสมบัติทางเคมี
คุณสมบัติทางเคมีและการทดสอบการกัดกร่อนมีความสำคัญต่อคุณสมบัติของสารยับยั้งตะกรัน และสารยับยั้งตะกรันที่แท้จริงนั้นผ่านการรับรองและนำไปใช้ในการใช้งานด้านบนและใต้ทะเลเป็นเวลาหลายปีเหตุผลของการใช้สารเคมีในหลุมลึกคือการปรับปรุงคุณสมบัติด้านสิ่งแวดล้อมโดยการแทนที่สารเคมีในหลุมเจาะที่มีอยู่ อย่างไรก็ตาม สารยับยั้งตะกรันถูกใช้ที่อุณหภูมิด้านบนและก้นทะเลโดยรอบเท่านั้น (4-20℃)เมื่อฉีดเข้าไปในบ่อ อุณหภูมิของสารเคมีอาจสูงถึง 90℃ แต่ไม่มีการทดสอบเพิ่มเติมที่อุณหภูมินี้
ซัพพลายเออร์เคมีทำการทดสอบการกัดกร่อนเบื้องต้น และผลปรากฏว่า 2-4 มม./ปี สำหรับเหล็กกล้าคาร์บอนที่อุณหภูมิสูงในระหว่างขั้นตอนนี้มีการมีส่วนร่วมน้อยที่สุดของความสามารถทางเทคนิคด้านวัสดุของผู้ปฏิบัติงานผู้ปฏิบัติงานทำการทดสอบใหม่ในภายหลัง ซึ่งแสดงว่าสารยับยั้งตะกรันมีฤทธิ์กัดกร่อนสูงสำหรับวัสดุในท่อการผลิตและปลอกการผลิต โดยมีอัตราการกัดกร่อนเกิน 70 มม./ปีวัสดุสายฉีดสารเคมี Alloy 825 ไม่ได้รับการทดสอบกับสารยับยั้งตะกรันก่อนฉีดอุณหภูมิบ่ออาจสูงถึง 90℃ และควรทำการทดสอบอย่างเพียงพอภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้
การตรวจสอบยังเปิดเผยด้วยว่าสารยับยั้งตะกรันในรูปของสารละลายเข้มข้นได้รายงานค่า pH ที่<3.0อย่างไรก็ตาม ยังไม่ได้วัดค่า pHต่อมาค่า pH ที่วัดได้มีค่า pH 0-1 ที่ต่ำมากสิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการตรวจวัดและการพิจารณาวัสดุนอกเหนือจากค่า pH ที่กำหนด
การตีความผลลัพธ์
สายฉีด (รูปที่ 3) ถูกสร้างขึ้นเพื่อให้แรงดันไฮโดรสแตติกของตัวยับยั้งตะกรันที่เกินแรงดันในบ่อที่จุดฉีดสารยับยั้งถูกฉีดที่ความดันสูงกว่าที่มีอยู่ในหลุมเจาะซึ่งส่งผลให้เกิดเอฟเฟกต์ U-tube เมื่อปิดหลุมวาล์วจะเปิดด้วยแรงดันในสายฉีดที่สูงกว่าในบ่อเสมออาจเกิดสุญญากาศหรือระเหยในสายฉีดได้อัตราการกัดกร่อนและความเสี่ยงของการเกิดรูพรุนมีมากที่สุดในเขตเปลี่ยนผ่านของก๊าซ/ของเหลว เนื่องจากการระเหยของตัวทำละลายการทดลองในห้องปฏิบัติการดำเนินการกับคูปองยืนยันทฤษฎีนี้ในหลุมที่พบการรั่วไหล รูทั้งหมดในสายฉีดจะอยู่ที่ส่วนบนของสายฉีดสารเคมี
รูปที่ 4 แสดงภาพถ่ายของสายผลิตภัณฑ์ DHC I ที่มีการกัดกร่อนแบบรูพรุนอย่างมีนัยสำคัญการกัดกร่อนที่เห็นบนท่อผลิตด้านนอกบ่งชี้ว่ามีการสัมผัสสารยับยั้งตะกรันเฉพาะจุดจากจุดรั่วไหลแบบรูพรุนการรั่วไหลเกิดจากการกัดกร่อนแบบรูพรุนของสารเคมีที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงและการรั่วไหลผ่านสายฉีดสารเคมีเข้าสู่ท่อผลิตสารยับยั้งตะกรันถูกฉีดพ่นจากเส้นเลือดฝอยที่มีรูบนปลอกและท่อและเกิดการรั่วไหลผลสืบเนื่องของการรั่วไหลในสายฉีดไม่ได้รับการพิจารณาสรุปได้ว่าการกัดกร่อนของปลอกและท่อเป็นผลมาจากสารยับยั้งตะกรันที่มีความเข้มข้นซึ่งอธิษฐานจากเส้นเลือดฝอยที่มีรูบนท่อและท่อ รูปที่ 5
ในกรณีนี้ ขาดการมีส่วนร่วมของวิศวกรที่มีความสามารถด้านวัสดุไม่ได้มีการทดสอบการกัดกร่อนของสารเคมีในสาย DHCI และไม่ได้ประเมินผลกระทบรองจากการรั่วไหลเช่นวัสดุรอบข้างสามารถทนต่อการสัมผัสสารเคมีได้หรือไม่
คดีประวัติศาสตร์ราชาปืนเคมี
ลำดับเหตุการณ์
กลยุทธ์การป้องกันตะกรันสำหรับฟิลด์ HP HT คือการฉีดสารยับยั้งตะกรันที่ต้นน้ำวาล์วนิรภัยด้านล่างอย่างต่อเนื่องมีการระบุศักยภาพในการปรับขนาดของแคลเซียมคาร์บอเนตอย่างรุนแรงในหลุมหนึ่งในความท้าทายคืออุณหภูมิที่สูงและอัตราการผลิตก๊าซและคอนเดนเสทที่สูง ประกอบกับอัตราการผลิตน้ำที่ต่ำความกังวลโดยการฉีดสารยับยั้งตะกรันคือตัวทำละลายจะถูกกำจัดออกโดยอัตราการผลิตก๊าซที่สูง และปืนราชาของสารเคมีจะเกิดขึ้นที่จุดฉีดเหนือวาล์วนิรภัยในหลุม รูปที่ 1
ระหว่างการตรวจสอบคุณสมบัติตัวยับยั้งตะกรัน จุดสนใจอยู่ที่ประสิทธิภาพของผลิตภัณฑ์ที่สภาวะ HP HT รวมถึงพฤติกรรมในระบบกระบวนการด้านบน (อุณหภูมิต่ำ)การตกตะกอนของตัวยับยั้งตะกรันในท่อผลิตเนื่องจากอัตราก๊าซสูงเป็นปัญหาหลักการทดสอบในห้องปฏิบัติการแสดงให้เห็นว่าสารยับยั้งตะกรันอาจตกตะกอนและเกาะติดกับผนังท่อการทำงานของวาล์วนิรภัยอาจช่วยลดความเสี่ยงได้
ประสบการณ์แสดงให้เห็นว่าหลังจากใช้งานไปไม่กี่สัปดาห์ สายเคมีก็รั่วสามารถตรวจสอบความดันหลุมเจาะได้ที่มาตรวัดพื้นผิวที่ติดตั้งในเส้นเลือดฝอยเส้นถูกแยกออกเพื่อให้ได้ความสมบูรณ์
สายฉีดสารเคมีถูกดึงออกจากบ่อ เปิดและตรวจสอบเพื่อวินิจฉัยปัญหาและหาสาเหตุที่เป็นไปได้ของความล้มเหลวดังที่เห็นได้จากรูปที่ 6 พบปริมาณตะกอนที่มีนัยสำคัญ และการวิเคราะห์ทางเคมีพบว่าบางส่วนเป็นสารยับยั้งตะกรันการตกตะกอนอยู่ที่ซีลและก้านสูบและวาล์วไม่สามารถทำงานได้
ความล้มเหลวของวาล์วเกิดจากเศษเล็กเศษน้อยภายในระบบวาล์วที่ขัดขวางไม่ให้เช็ควาล์วกินที่บ่าโลหะกับโลหะมีการตรวจสอบเศษซากและอนุภาคหลักที่พิสูจน์แล้วว่าเป็นเศษโลหะ ซึ่งอาจเกิดขึ้นระหว่างขั้นตอนการติดตั้งของเส้นเลือดฝอยนอกจากนี้ยังพบเศษสีขาวบนเช็ควาล์วทั้งสองโดยเฉพาะที่ด้านหลังของวาล์วนี่คือด้านความดันต่ำ กล่าวคือด้านนั้นจะสัมผัสกับของไหลของหลุมเจาะเสมอในขั้นต้น เชื่อว่าเป็นเศษซากจากหลุมเจาะการผลิต เนื่องจากวาล์วเปิดติดขัดและสัมผัสกับของเหลวในหลุมเจาะแต่จากการตรวจสอบเศษซากพบว่าเป็นโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับสารเคมีที่ใช้เป็นตัวยับยั้งตะกรันสิ่งนี้ดึงดูดความสนใจของเราและ Statoil ต้องการสำรวจสาเหตุที่อยู่เบื้องหลังเศษโพลิเมอร์เหล่านี้ในเส้นเลือดฝอย
คุณสมบัติทางเคมี
ในสาขา HP HT มีความท้าทายมากมายเกี่ยวกับการเลือกสารเคมีที่เหมาะสมเพื่อลดปัญหาการผลิตต่างๆในคุณสมบัติของตัวยับยั้งตะกรันสำหรับการฉีดลงหลุมอย่างต่อเนื่อง ได้ทำการทดสอบต่อไปนี้:
● ความคงตัวของผลิตภัณฑ์
● การเสื่อมสภาพเนื่องจากความร้อน
● การทดสอบประสิทธิภาพไดนามิก
● เข้ากันได้กับสารยับยั้งการสร้างน้ำและไฮเดรต (MEG)
● การทดสอบราชาปืนแบบคงที่และไดนามิก
● น้ำข้อมูลการละลายซ้ำ เคมีสดและ MEG
สารเคมีจะถูกฉีดในอัตราปริมาณที่กำหนดไว้，แต่การผลิตน้ำไม่จำเป็นต้องคงที่เสมอไป，คือการซดน้ำในระหว่างทากน้ำ，เมื่อสารเคมีเข้าสู่หลุมเจาะ，จะเจอแบบร้อนๆ，การไหลของก๊าซไฮโดรคาร์บอนอย่างรวดเร็วซึ่งคล้ายกับการฉีดสารยับยั้งตะกรันในการประยุกต์ใช้การยกแก๊ส (Fleming etal.2003) ร่วมกับ
อุณหภูมิของก๊าซสูง，ความเสี่ยงที่ตัวทำละลายจะหลุดลอกมีสูงมาก และ gun king อาจทำให้วาล์วฉีดอุดตันได้นี่เป็นความเสี่ยงแม้แต่กับสารเคมีที่มีสูตรที่มีจุดเดือดสูง/ตัวทำละลายความดันไอต่ำ และสารลดความดันไอ (VPD's) อื่นๆ ในกรณีที่เกิดการอุดตันเพียงบางส่วน，การไหลของน้ำก่อตัว，MEG และ/หรือสารเคมีสดต้องสามารถกำจัดหรือละลายสารเคมีที่ขาดน้ำหรือที่แยกออกมาใหม่ได้
ในกรณีนี้ อุปกรณ์ทดสอบในห้องปฏิบัติการแบบใหม่ได้รับการออกแบบให้จำลองสภาพการไหลใกล้กับช่องฉีดที่ HP/HTg เป็นระบบการผลิตผลลัพธ์จากการทดสอบ Dynamic gun king แสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขการใช้งานที่เสนอ มีการบันทึกการสูญเสียตัวทำละลายที่สำคัญสิ่งนี้อาจนำไปสู่ราชาปืนเร็วและการปิดกั้นเส้นทางการไหลในที่สุดดังนั้น งานจึงแสดงให้เห็นว่ามีความเสี่ยงค่อนข้างมากสำหรับการฉีดสารเคมีอย่างต่อเนื่องในหลุมเหล่านี้ก่อนการผลิตน้ำ และนำไปสู่การตัดสินใจปรับขั้นตอนการเริ่มต้นปกติสำหรับฟิลด์นี้ ชะลอการฉีดสารเคมีจนกว่าจะตรวจพบการทะลุของน้ำ
คุณสมบัติของสารยับยั้งตะกรันสำหรับการฉีดลงหลุมอย่างต่อเนื่องนั้นเน้นไปที่การลอกตัวทำละลายและ gun king ของสารยับยั้งตะกรันที่จุดฉีดและในโฟลว์ไลน์ แต่ศักยภาพของ gun king ในวาล์วหัวฉีดนั้นไม่ได้รับการประเมินวาล์วฉีดอาจล้มเหลวเนื่องจากการสูญเสียตัวทำละลายจำนวนมากและราชาปืนเร็ว,รูปที่ 6 ผลลัพธ์แสดงให้เห็นว่าการมีมุมมองแบบองค์รวมของระบบเป็นสิ่งสำคัญ;ไม่เพียงแต่มุ่งเน้นไปที่ความท้าทายด้านการผลิตเท่านั้น,แต่ยังรวมถึงความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการฉีดสารเคมีด้วย,เช่นวาล์วฉีด
ประสบการณ์จากสาขาอื่นๆ
หนึ่งในรายงานแรกๆ เกี่ยวกับปัญหาเกี่ยวกับสายฉีดสารเคมีทางไกลมาจากทุ่งดาวเทียม Gull fak sandVig dis (Osa etal.2001) สายฉีดใต้ทะเลถูกปิดกั้นจากการก่อตัวของไฮเดรตภายในสายเนื่องจากการบุกรุกของก๊าซจากของเหลวที่ผลิตขึ้น เข้าสู่สายทางวาล์วฉีดมีการพัฒนาแนวทางใหม่สำหรับการพัฒนาสารเคมีสำหรับการผลิตใต้ทะเลข้อกำหนดรวมถึงการกำจัดอนุภาค (การกรอง) และการเติมตัวยับยั้งไฮเดรต (เช่น ไกลคอล) ให้กับตัวยับยั้งตะกรันที่เป็นน้ำทั้งหมดที่จะฉีดที่แม่แบบใต้ทะเลความเสถียรทางเคมี,นอกจากนี้ยังพิจารณาความหนืดและความเข้ากันได้ (ของเหลวและวัสดุ)ข้อกำหนดเหล่านี้ถูกนำไปเพิ่มเติมในระบบ Statoil และรวมถึงการฉีดสารเคมีในหลุม
ในระหว่างขั้นตอนการพัฒนาของ Oseberg S หรือภาคสนาม มีการตัดสินใจว่าหลุมทั้งหมดควรเสร็จสมบูรณ์ด้วยระบบ DHC I (Fleming etal.2006) วัตถุประสงค์คือเพื่อป้องกัน CaCO；การปรับขนาดท่อด้านบนด้วยการฉีด SIหนึ่งในความท้าทายที่สำคัญเกี่ยวกับสายฉีดสารเคมีคือการบรรลุการสื่อสารระหว่างพื้นผิวและช่องทางออกเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของสายฉีดสารเคมีแคบลงจาก 7 มม. เป็น 0.7 มม.(ID) รอบวาล์วนิรภัยรูปวงแหวน เนื่องจากข้อจำกัดของพื้นที่และความสามารถในการขนส่งของเหลวผ่านส่วนนี้มีอิทธิพลต่ออัตราความสำเร็จหลุมแท่นหลายแห่งมีสายฉีดสารเคมีที่เสียบอยู่,แต่ไม่เข้าใจเหตุผลรถไฟของของเหลวต่างๆ (ไกลคอล,ดิบ,คอนเดนเสท,ไซลีน,ตัวยับยั้งขนาด,น้ำ ฯลฯ) ได้รับการทดสอบในห้องปฏิบัติการสำหรับความหนืดและความเข้ากันได้และสูบไปข้างหน้าและไหลย้อนกลับเพื่อเปิดเส้น;อย่างไรก็ตาม,ไม่สามารถปั๊มตัวยับยั้งขนาดเป้าหมายลงไปจนถึงวาล์วฉีดสารเคมีได้ไกลออกไป,พบภาวะแทรกซ้อนจากการตกตะกอนของสารยับยั้งตะกรันฟอสโฟเนตร่วมกับน้ำเกลือที่เติม CaCl z ที่เหลืออยู่ในหลุมเดียว และราชาปืนของสารยับยั้งตะกรันภายในหลุมที่มีอัตราส่วนน้ำมันสูงและน้ำลดต่ำ(Fleming etal.2006)
บทเรียนที่ได้รับ
การพัฒนาวิธีทดสอบ
บทเรียนหลักที่เรียนรู้จากความล้มเหลวของระบบ DHC I นั้นเกี่ยวกับประสิทธิภาพทางเทคนิคของตัวยับยั้งตะกรัน และไม่เกี่ยวกับการทำงานและการฉีดสารเคมีการฉีดด้านบนและการฉีดใต้ทะเลทำงานล่วงเวลาได้ดี;อย่างไรก็ตาม,แอปพลิเคชันได้ขยายไปถึงการฉีดสารเคมีลงหลุมโดยไม่มีการปรับปรุงวิธีการตรวจสอบคุณสมบัติทางเคมีที่สอดคล้องกันประสบการณ์ของ Statoil จากกรณีภาคสนามทั้งสองที่นำเสนอคือเอกสารกำกับหรือแนวทางปฏิบัติสำหรับคุณสมบัติทางเคมีต้องได้รับการปรับปรุงให้รวมการใช้สารเคมีประเภทนี้ความท้าทายหลักสองประการได้รับการระบุคือ i) สุญญากาศในสายฉีดสารเคมี และ ii) การตกตะกอนของสารเคมีที่อาจเกิดขึ้น
การระเหยของสารเคมีอาจเกิดขึ้นบนท่อผลิต (ดังที่เห็นในกล่อง gun king) และในท่อฉีด (มีการระบุอินเทอร์เฟซชั่วคราวในกล่องสุญญากาศ) มีความเสี่ยงที่ตะกอนเหล่านี้อาจเคลื่อนที่ไปพร้อมกับการไหลและ เข้าไปในวาล์วฉีดและต่อเข้าไปในบ่อวาล์วฉีดมักได้รับการออกแบบให้มีตัวกรองเหนือจุดฉีด,นี่คือความท้าทาย,เช่นในกรณีฝนตก ตัวกรองนี้อาจอุดตันทำให้วาล์วทำงานล้มเหลว
ข้อสังเกตและข้อสรุปเบื้องต้นจากบทเรียนที่ได้รับทำให้เกิดการศึกษาในห้องปฏิบัติการเกี่ยวกับปรากฏการณ์ดังกล่าวอย่างกว้างขวางวัตถุประสงค์โดยรวมคือเพื่อพัฒนาวิธีการตรวจสอบคุณสมบัติใหม่เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาที่คล้ายคลึงกันในอนาคตในการศึกษานี้ได้มีการดำเนินการทดสอบต่างๆ และวิธีการในห้องปฏิบัติการหลายวิธีได้รับการออกแบบ (พัฒนาตามลำดับ) เพื่อตรวจสอบสารเคมีที่เกี่ยวข้องกับความท้าทายที่ระบุ
● กรองสิ่งอุดตันและความเสถียรของผลิตภัณฑ์ในระบบปิด
● ผลของการสูญเสียตัวทำละลายบางส่วนต่อการกัดกร่อนของสารเคมี
● ผลกระทบของการสูญเสียตัวทำละลายบางส่วนภายในเส้นเลือดฝอยต่อการก่อตัวของของแข็งหรือปลั๊กหนืด
ในระหว่างการทดสอบวิธีการในห้องปฏิบัติการมีการระบุปัญหาที่อาจเกิดขึ้นหลายประการ
● ตัวกรองอุดตันซ้ำๆ และความเสถียรต่ำ
● การก่อตัวของของแข็งหลังจากการระเหยบางส่วนจากเส้นเลือดฝอย
● ค่า pH เปลี่ยนแปลงเนื่องจากการสูญเสียตัวทำละลาย
ลักษณะของการทดสอบยังให้ข้อมูลและความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพของสารเคมีภายในเส้นเลือดฝอยเมื่ออยู่ภายใต้เงื่อนไขบางประการ,และสิ่งนี้แตกต่างจากโซลูชันจำนวนมากภายใต้เงื่อนไขที่คล้ายคลึงกันอย่างไรงานทดสอบยังได้ระบุถึงความแตกต่างอย่างมากระหว่างของไหลเทกอง，เฟสของไอระเหยและของเหลวที่ตกค้าง ซึ่งอาจนำไปสู่การเพิ่มศักยภาพในการตกตะกอนและ/หรือการกัดกร่อนที่เพิ่มขึ้น
ขั้นตอนการทดสอบสำหรับการกัดกร่อนของสารยับยั้งตะกรันได้รับการพัฒนาและรวมอยู่ในเอกสารกำกับต้องทำการทดสอบการกัดกร่อนแบบขยายสำหรับแต่ละแอปพลิเคชันก่อนที่จะดำเนินการฉีดสารยับยั้งตะกรันได้ทำการทดสอบสารเคมีในสายฉีดด้วย
ก่อนที่จะเริ่มกำหนดคุณสมบัติของสารเคมี สิ่งสำคัญคือต้องสร้างขอบเขตของงานที่อธิบายถึงความท้าทายและวัตถุประสงค์ของสารเคมีในระยะเริ่มต้น สิ่งสำคัญคือต้องระบุความท้าทายหลักเพื่อให้สามารถเลือกประเภทของสารเคมีที่จะแก้ปัญหาได้บทสรุปของเกณฑ์การยอมรับที่สำคัญที่สุดมีอยู่ในตารางที่ 2
คุณสมบัติของสารเคมี
คุณสมบัติของสารเคมีประกอบด้วยการทดสอบและการประเมินเชิงทฤษฎีสำหรับแต่ละการใช้งานต้องมีการกำหนดข้อกำหนดทางเทคนิคและเกณฑ์การทดสอบ，ตัวอย่างเช่นภายใน HSE,ความเข้ากันได้ของวัสดุ,ความเสถียรของผลิตภัณฑ์และคุณภาพของผลิตภัณฑ์ (อนุภาค)ไกลออกไป,จุดเยือกแข็ง,ความหนืดและความเข้ากันได้กับสารเคมีอื่นๆ,สารยับยั้งไฮเดรต,ต้องกำหนดน้ำก่อตัวและของเหลวที่ผลิตรายการวิธีทดสอบอย่างง่ายที่อาจใช้สำหรับคุณสมบัติของสารเคมีแสดงไว้ในตารางที่ 2
มุ่งเน้นและตรวจสอบประสิทธิภาพทางเทคนิคอย่างต่อเนื่อง,อัตราการใช้ยาและข้อเท็จจริง HSE มีความสำคัญข้อกำหนดของผลิตภัณฑ์สามารถเปลี่ยนแปลงได้ในฟิลด์หรือตลอดอายุการใช้งานของโรงงาน；แปรผันตามอัตราการผลิตและส่วนประกอบของของไหลกิจกรรมติดตามประเมินผลการปฏิบัติงาน,การปรับให้เหมาะสมและ/หรือการทดสอบสารเคมีใหม่ต้องทำบ่อยๆ เพื่อให้แน่ใจว่าโปรแกรมการบำบัดจะเหมาะสมที่สุด
ขึ้นอยู่กับคุณภาพน้ำมัน,การผลิตน้ำและความท้าทายทางเทคนิคที่โรงงานผลิตนอกชายฝั่ง,การใช้สารเคมีในการผลิตอาจจำเป็นเพื่อให้ได้คุณภาพส่งออก,ข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ,และดำเนินการติดตั้งนอกชายฝั่งในลักษณะที่ปลอดภัยทุกสาขามีความท้าทายที่แตกต่างกัน และสารเคมีในการผลิตที่จำเป็นจะแตกต่างกันไปในแต่ละสาขาและการทำงานล่วงเวลา
สิ่งสำคัญคือต้องมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพทางเทคนิคของสารเคมีในการผลิตในโปรแกรมการรับรอง,แต่สิ่งสำคัญคือต้องให้ความสำคัญกับคุณสมบัติของสารเคมีด้วย,เช่น ความมั่นคง,คุณภาพของผลิตภัณฑ์และความเข้ากันได้ความเข้ากันได้ในการตั้งค่านี้หมายถึงความเข้ากันได้กับของไหล,วัสดุและสารเคมีในการผลิตอื่นๆนี่อาจเป็นความท้าทายไม่เป็นที่พึงปรารถนาที่จะใช้สารเคมีในการแก้ปัญหาแล้วพบว่าสารเคมีนั้นก่อให้เกิดหรือสร้างความท้าทายใหม่ในภายหลังอาจเป็นคุณสมบัติของสารเคมีและไม่ใช่ความท้าทายทางเทคนิคที่เป็นความท้าทายที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
ความต้องการพิเศษ
ควรใช้ข้อกำหนดพิเศษในการกรองผลิตภัณฑ์ที่จัดหามาสำหรับระบบใต้ทะเลและสำหรับท่อฉีดต่อเนื่องควรมีตัวกรองและตัวกรองในระบบฉีดสารเคมีตามข้อกำหนดของอุปกรณ์ปลายน้ำจากระบบฉีดด้านบน,ปั๊มและวาล์วฉีด,ไปยังวาล์วฉีดด้านล่างเมื่อมีการฉีดสารเคมีลงหลุมอย่างต่อเนื่อง ข้อกำหนดในระบบการฉีดสารเคมีควรเป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะที่มีความวิกฤตสูงสุดนี่อาจเป็นตัวกรองที่รูวาล์วฉีด
ความท้าทายในการฉีด
ระบบหัวฉีดอาจบ่งบอกถึงระยะทาง 3-50 กม. จากแนวไหลใต้ทะเลและ 1-3 กม. ลงไปในบ่อคุณสมบัติทางกายภาพ เช่น ความหนืด และความสามารถในการสูบจ่ายสารเคมีมีความสำคัญหากความหนืดที่อุณหภูมิก้นทะเลสูงเกินไป การปั๊มสารเคมีผ่านสายฉีดสารเคมีในสะดือทะเลและไปยังจุดฉีดใต้ทะเลหรือในบ่ออาจเป็นเรื่องท้าทายความหนืดควรเป็นไปตามข้อกำหนดของระบบที่อุณหภูมิการจัดเก็บหรือการทำงานที่คาดไว้ควรได้รับการประเมินในแต่ละกรณี,และจะขึ้นอยู่กับระบบตารางอัตราการฉีดสารเคมีเป็นปัจจัยสู่ความสำเร็จในการฉีดสารเคมีเพื่อลดความเสี่ยงของการเสียบสายฉีดสารเคมี，สารเคมีในระบบนี้ควรถูกยับยั้งไฮเดรต (หากเป็นไปได้สำหรับไฮเดรต)ต้องใช้งานร่วมกันได้กับของไหลที่มีอยู่ในระบบ (ของไหลถนอมอาหาร) และสารยับยั้งไฮเดรตการทดสอบความคงตัวของสารเคมีที่อุณหภูมิจริง (อุณหภูมิแวดล้อมต่ำสุดที่เป็นไปได้,อุณหภูมิโดยรอบ,อุณหภูมิใต้ทะเล,อุณหภูมิฉีด) ต้องผ่าน
ต้องพิจารณาโปรแกรมการล้างสายฉีดสารเคมีตามความถี่ที่กำหนดด้วยการชะล้างสายฉีดสารเคมีด้วยตัวทำละลายเป็นประจำอาจให้ผลเชิงป้องกันได้，ไกลคอลหรือสารเคมีทำความสะอาดเพื่อขจัดคราบสกปรกที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่จะสะสมและอาจทำให้สายอุดตันได้สารละลายเคมีของฟลัชชิ่งฟลูอิดที่เลือกต้องเป็นเข้ากับสารเคมีในสายฉีด
ในบางกรณี สายฉีดสารเคมีจะถูกใช้สำหรับการใช้งานทางเคมีหลายประเภทตามความท้าทายที่แตกต่างกันตลอดอายุการใช้งานของสนามและสภาพของเหลวในช่วงเริ่มต้นของการผลิตก่อนที่จะมีการปล่อยน้ำ ความท้าทายหลักอาจแตกต่างจากช่วงปลายอายุการใช้งานที่มักเกี่ยวข้องกับการผลิตน้ำที่เพิ่มขึ้นการเปลี่ยนจากสารยับยั้งที่มีตัวทำละลายที่ไม่ใช่น้ำ เช่น สารยับยั้งอีนของแอสฟัลต์ ไปเป็นสารเคมีที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก เช่น สารยับยั้งตะกรัน สามารถสร้างความท้าทายให้กับความเข้ากันได้ดังนั้นจึงเป็นเรื่องสำคัญที่ต้องให้ความสำคัญกับความเข้ากันได้และคุณสมบัติและการใช้งานของสเปเซอร์ เมื่อมีแผนจะเปลี่ยนสารเคมีในสายฉีดสารเคมี
วัสดุ
เกี่ยวกับความเข้ากันได้ของวัสดุ,สารเคมีทั้งหมดควรเข้ากันได้กับซีล,อีลาสโตเมอร์，ปะเก็นและวัสดุก่อสร้างที่ใช้ในระบบฉีดเคมีและโรงงานผลิตควรพัฒนาขั้นตอนการทดสอบการกัดกร่อนของสารเคมี (เช่น ตัวยับยั้งตะกรันที่เป็นกรด) สำหรับการฉีดลงหลุมอย่างต่อเนื่องต้องทำการทดสอบการกัดกร่อนแบบขยายสำหรับแต่ละแอปพลิเคชันก่อนที่จะดำเนินการฉีดสารเคมี
การอภิปราย
ต้องมีการประเมินข้อดีและข้อเสียของการฉีดสารเคมีลงหลุมอย่างต่อเนื่องการฉีดยายับยั้งตะกรันอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกัน DHS Vor ท่อผลิตเป็นวิธีการที่หรูหราในการปกป้องบ่อน้ำจากตะกรันดังที่กล่าวถึงในบทความนี้ มีความท้าทายหลายประการในการฉีดสารเคมีลงหลุมอย่างต่อเนื่อง,อย่างไรก็ตามเพื่อลดความเสี่ยง สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหา
วิธีหนึ่งในการลดความเสี่ยงคือการมุ่งเน้นการพัฒนาวิธีการทดสอบเมื่อเทียบกับการฉีดสารเคมีบนผิวน้ำหรือใต้ทะเลแล้ว มีสภาวะที่แตกต่างกันและรุนแรงกว่าในบ่อขั้นตอนการตรวจสอบคุณสมบัติของสารเคมีสำหรับการฉีดสารเคมีอย่างต่อเนื่องในหลุมต้องคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงในเงื่อนไขเหล่านี้คุณสมบัติของสารเคมีต้องเป็นไปตามวัสดุที่สารเคมีอาจสัมผัสได้ข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติความเข้ากันได้และการทดสอบในสภาวะที่จำลองเงื่อนไขวงจรชีวิตหลุมต่างๆ ที่ใกล้เคียงที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ซึ่งระบบเหล่านี้จะทำงานภายใต้ต้องมีการปรับปรุงและดำเนินการการพัฒนาวิธีการทดสอบต้องพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อให้การทดสอบมีความสมจริงและเป็นตัวแทนมากขึ้น
นอกจากนี้,ปฏิสัมพันธ์ระหว่างสารเคมีและอุปกรณ์เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสำเร็จการพัฒนาวาล์วฉีดสารเคมีต้องคำนึงถึงคุณสมบัติทางเคมีและตำแหน่งของวาล์วฉีดในบ่อควรพิจารณารวมวาล์วฉีดจริงเป็นส่วนหนึ่งของอุปกรณ์ทดสอบ และดำเนินการทดสอบประสิทธิภาพของตัวยับยั้งตะกรันและการออกแบบวาล์วโดยเป็นส่วนหนึ่งของโปรแกรมการตรวจสอบคุณสมบัติเพื่อให้มีคุณสมบัติในการยับยั้งตะกรัน,ก่อนหน้านี้จุดสนใจหลักอยู่ที่ความท้าทายของกระบวนการและการยับยั้งขนาด,แต่การยับยั้งตะกรันที่ดีขึ้นอยู่กับการฉีดที่สม่ำเสมอและต่อเนื่องหากปราศจากการฉีดที่เสถียรและต่อเนื่อง ศักยภาพของตะกรันจะเพิ่มขึ้นหากวาล์วฉีดสารยับยั้งตะกรันมีการอุดตันและไม่มีการฉีดสารยับยั้งตะกรันเข้าไปในกระแสของเหลว,บ่อน้ำและวาล์วนิรภัยไม่ได้รับการปกป้องจากตะกรัน ดังนั้นการผลิตที่ปลอดภัยอาจได้รับอันตรายขั้นตอนการตรวจสอบคุณสมบัติต้องดูแลความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการฉีดสารยับยั้งตะกรัน นอกเหนือจากความท้าทายของกระบวนการและประสิทธิภาพของสารยับยั้งตะกรันที่มีคุณสมบัติเหมาะสม
แนวทางใหม่เกี่ยวข้องกับหลายสาขาวิชาและต้องมีการชี้แจงความร่วมมือระหว่างสาขาวิชาและความรับผิดชอบที่เกี่ยวข้องในแอปพลิเคชันนี้ระบบกระบวนการด้านบน,เทมเพลตใต้ทะเลและการออกแบบบ่อน้ำและความสมบูรณ์มีส่วนเกี่ยวข้องเครือข่ายหลากหลายสาขาที่มุ่งเน้นไปที่การพัฒนาโซลูชันที่มีประสิทธิภาพสำหรับระบบฉีดสารเคมีเป็นสิ่งสำคัญและอาจเป็นหนทางสู่ความสำเร็จการสื่อสารระหว่างสาขาวิชาต่างๆ เป็นสิ่งสำคัญ;โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสื่อสารอย่างใกล้ชิดระหว่างนักเคมีผู้ควบคุมสารเคมีที่ใช้กับวิศวกรบ่อน้ำที่ควบคุมอุปกรณ์ที่ใช้ในบ่อน้ำเป็นสิ่งสำคัญการทำความเข้าใจความท้าทายของสาขาวิชาที่แตกต่างกันและเรียนรู้จากกันและกันเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจความซับซ้อนของกระบวนการทั้งหมด
บทสรุป
● การฉีดยายับยั้งตะกรันอย่างต่อเนื่องเพื่อป้องกัน DHS Vor ท่อผลิตเป็นวิธีการที่หรูหราในการปกป้องบ่อสำหรับตะกรัน
● เพื่อแก้ปัญหาความท้าทายที่ระบุ,คำแนะนำต่อไปนี้คือ：
● ต้องปฏิบัติตามขั้นตอนการรับรอง DHCI โดยเฉพาะ
● วิธีการตรวจสอบคุณสมบัติของวาล์วฉีดสารเคมี
● วิธีทดสอบและตรวจสอบคุณสมบัติของสารเคมี
● การพัฒนาวิธีการ
● การทดสอบวัสดุที่เกี่ยวข้อง
● ปฏิสัมพันธ์ระหว่างหลายสาขาวิชาซึ่งการสื่อสารระหว่างสาขาวิชาต่างๆ ที่เกี่ยวข้องมีความสำคัญต่อความสำเร็จ
กิตติกรรมประกาศ
ผู้เขียนขอขอบคุณ Statoil AS A ที่อนุญาตให้เผยแพร่งานนี้ และ Baker Hughes และ Schlumberger ที่อนุญาตให้ใช้รูปภาพในรูปที่ 2
ระบบการตั้งชื่อ
(Ba/Sr)SO4=แบเรียม/สตรอนเทียมซัลเฟต
CaCO3 = แคลเซียมคาร์บอเนต
DHCI = การฉีดสารเคมีลงหลุม
DHSV = วาล์วนิรภัยด้านล่าง
เช่น=ตัวอย่าง
GOR = อัตราส่วนน้ำมันเบนซิน
HSE = สภาพแวดล้อมที่ปลอดภัยต่อสุขภาพ
HPHT = ความดันสูง อุณหภูมิสูง
ID = เส้นผ่านศูนย์กลางภายใน
เช่น=นั่นคือ
km = กิโลเมตร
mm=มิลลิเมตร
MEG = โมโนเอทิลีนไกลคอล
mMD = เมตรความลึกที่วัดได้
OD = เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอก
SI = ตัวยับยั้งตะกรัน
mTV D = เมตรความลึกในแนวดิ่งทั้งหมด
U-tube = ท่อรูปตัวยู
VPD = สารลดความดันไอ
รูปที่ 1 ภาพรวมของระบบฉีดสารเคมีใต้ทะเลและใต้หลุมในฟิลด์ที่ผิดปกติภาพร่างของการฉีดสารเคมีขึ้นลำน้ำ DHSV และความท้าทายที่เกี่ยวข้องDHS V=วาล์วนิรภัยด้านล่างรู, PWV=วาล์วปีกกระบวนการ และ PM V=วาล์วหลักกระบวนการ
รูปที่ 2 ภาพร่างระบบฉีดสารเคมีใต้รูเจาะแบบผิดปกติพร้อมแมนเดรลและวาล์วระบบเชื่อมต่อกับท่อร่วมพื้นผิว ป้อนผ่าน และเชื่อมต่อกับที่แขวนท่อที่ด้านรูปวงแหวนของท่อแกนฉีดสารเคมีมักจะถูกวางไว้ลึกลงไปในบ่อน้ำโดยมีจุดประสงค์เพื่อป้องกันสารเคมี
รูปที่ 3 แผนผังการกั้นบ่อน้ำทั่วไป,โดยสีน้ำเงินหมายถึงเปลือกกั้นหลุมหลักในกรณีนี้คือท่อผลิตสีแดงหมายถึงซองกั้นรองปลอกด้านซ้ายมือแสดงการฉีดสารเคมี เส้นสีดำพร้อมจุดฉีดไปยังท่อผลิตในพื้นที่ที่มีเครื่องหมายสีแดง (สิ่งกีดขวางรอง)
รูปที่ 4 พบรูเจาะที่ส่วนบนของสายฉีด 3/8”พื้นที่ดังกล่าวแสดงไว้ในแบบร่างของแผนผังกำแพงกั้นบ่อน้ำที่ผิดปรกติ โดยมีเครื่องหมายวงรีสีส้ม
รูปที่ 5 การกัดกร่อนอย่างรุนแรงบนท่อโครเมียม 3% ขนาด 7 นิ้วรูปแสดงการกัดกร่อนหลังจากสารยับยั้งตะกรันถูกฉีดพ่นจากสายฉีดสารเคมีที่เป็นหลุมไปยังท่อผลิต
รูปที่ 6 เศษที่พบในวาล์วฉีดสารเคมีเศษซากในกรณีนี้คือเศษโลหะซึ่งน่าจะมาจากขั้นตอนการติดตั้ง นอกเหนือไปจากเศษสีขาวบางส่วนการตรวจสอบเศษสีขาวได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นโพลิเมอร์ที่มีคุณสมบัติทางเคมีคล้ายกับสารเคมีที่ฉีดเข้าไป
เวลาโพสต์: เมษายน-27-2022