Линије за убризгавање хемикалија – зашто не раде?Искуства, изазови и примена нових метода испитивања
Ауторска права 2012, Друштво инжењера нафте
Апстрактан
Статоил ради на неколико поља на којима се примењује континуирано убризгавање инхибитора каменца у бушотину.Циљ је заштитити горњу цев и сигурносни вентил од (Ба/Ср) СО4 или ЦаЦО;скале, у случајевима када је вађење каменца тешко и скупо за редовно обављање, нпр. увезивање подморских поља.
Непрекидно убризгавање инхибитора каменца у бушотину је технички одговарајуће решење за заштиту горњег црева и сигурносног вентила у бушотинама које имају потенцијал скалирања изнад производног пакера;посебно у бунарима које није потребно редовно истискивати због потенцијала стварања каменца у близини бушотине.
Пројектовање, рад и одржавање линија за убризгавање хемикалија захтевају додатни фокус на одабир материјала, квалификацију хемикалија и праћење.Притисак, температура, режими протока и геометрија система могу представљати изазове за безбедан рад.Изазови су идентификовани у неколико километара дугим линијама за убризгавање од производног погона до подморског шаблона иу ињекционим вентилима доле у бушотинама.
Разматрана су теренска искуства која показују сложеност система за континуирано убризгавање у бушотини у погледу падавина и корозије.Заступљене су лабораторијске студије и примена нових метода за хемијску квалификацију.Потребе за мултидисциплинарним акцијама су адресиране.
Увод
Статоил ради на неколико поља на којима је примењено континуирано убризгавање хемикалија у бушотину.Ово углавном укључује убризгавање инхибитора каменца (СИ) где је циљ да се заштите горње цеви и сигурносни вентил у бушотини (ДХСВ) од (Ба/Ср) СО4 или ЦаЦО;Скала.У неким случајевима разбијач емулзије се убризгава низ бушотину да би започео процес сепарације што је могуће дубље у бушотини на релативно високој температури.
Континуирано убризгавање инхибитора каменца у нискокопно је технички одговарајуће решење за заштиту горњег дела бунара који имају потенцијал скалирања изнад производног пакера.Континуирано убризгавање се може препоручити посебно у бунарима које није потребно истискивати због малог потенцијала стварања каменца у близини бушотине;или у случајевима када је вађење каменца тешко и скупо за редовно обављање, нпр. увезивање подморских поља.
Статоил има проширено искуство у континуираном убризгавању хемикалија у горње системе и подморске шаблоне, али нови изазов је да се тачка убризгавања продуби дубоко у бушотину.Пројектовање, рад и одржавање линија за убризгавање хемикалија захтева додатни фокус на неколико тема;као што су избор материјала, хемијска квалификација и праћење.Притисак, температура, режими протока и геометрија система могу представљати изазове за безбедан рад.Идентификовани су изазови у дугим (неколико километара) линијама за ињектирање од производног погона до подморског шаблона и у ињекционе вентиле доле у бушотинама;Фиг. 1.Неки од система за убризгавање су радили по плану, док су други отказали из разних разлога.Планирано је неколико нових теренских развоја за убризгавање хемикалија у бушотину (ДХЦИ);Међутим;у неким случајевима опрема још није у потпуности квалификована.
Примена ДХЦИ је сложен задатак.То укључује завршетак и дизајн бунара, хемију бунара, систем горње стране и систем дозирања хемикалија горњег процеса.Хемикалија ће бити пумпана са горње стране преко линије за убризгавање хемикалија до опреме за завршетак и доле у бунар.Стога је у планирању и реализацији ове врсте пројекта сарадња више дисциплина кључна.Морају се проценити различита разматрања и важна је добра комуникација током дизајна.Укључени су процесни инжењери, подморски инжењери и инжењери за завршетак радова који се баве темама хемије бунара, одабира материјала, обезбеђења протока и управљања производним хемикалијама.Изазови могу бити хемијски топ или температурна стабилност, корозија и у неким случајевима ефекат вакуума због локалног притиска и ефеката протока у линији за убризгавање хемикалија.Поред ових, услови као што су високи притисак, висока температура, висока брзина гаса, висок потенцијал скалирања,Пупчана и дубока тачка убризгавања на велике удаљености у бушотини, дају различите техничке изазове и захтеве за хемикалије која се убризгава и за вентил за ињектирање.
Преглед ДХЦИ система инсталираних у Статоил операцијама показује да искуство није увек било успешно. Табела 1. Међутим, планирање за побољшање дизајна убризгавања, хемијске квалификације, рада и одржавања је у току.Изазови се разликују од поља до поља, а проблем није нужно у томе што сам вентил за убризгавање хемикалија не ради.
Током последњих година наишло се на неколико изазова у вези са линијама за убризгавање хемикалија у бушотини.У овом раду су дати неки примери из ових искустава.У раду се разматрају изазови и мере предузете за решавање проблема везаних за ДХЦИ линије.Дате су две историје случајева;један о корозији и један о краљу хемијског оружја.Разматрана су теренска искуства која показују сложеност система за континуирано убризгавање у бушотини у погледу падавина и корозије.
Разматрају се и лабораторијске студије и примена нових метода за хемијску квалификацију;како пумпати хемикалију, потенцијал скалирања и превенцију, примену сложене опреме и како ће хемикалија утицати на горњи систем када се хемикалија поново производи.Критеријуми прихватљивости за примену хемикалија укључују питања животне средине, ефикасност, капацитет складиштења на врху, брзину пумпе, да ли се постојећа пумпа може користити итд. Техничке препоруке морају бити засноване на компатибилности течности и хемије, детекције остатака, компатибилности материјала, подморског дизајна пупчаника, система дозирања хемикалија и материјала у окружењу ових линија.Хемикалија ће можда морати да се инхибира хидратима да би се спречило зачепљење линије за убризгавање услед инвазије гаса и хемикалија не сме да се смрзне током транспорта и складиштења.У постојећим интерним смерницама постоји листа за проверу које хемикалије се могу применити у свакој тачки система. Физичка својства као што је вискозност су важна.Систем за убризгавање може да подразумева 3-50 км удаљености пупчане подморске линије и 1-3 км доле у бунар.Дакле, стабилност температуре је такође важна.Процена ефеката низводно, нпр. у рафинеријама, такође ће морати да се размотри.
Системи за убризгавање хемикалија у бушотину
Исплативост
Континуирано убризгавање инхибитора каменца у бушотину да би се заштитио ДХС Вор производне цеви може бити исплативо у поређењу са стискањем бунара инхибитором каменца.Ова апликација смањује могућност оштећења формације у поређењу са третманима стискањем каменца, смањује потенцијал за проблеме у процесу након истискивања каменца и даје могућност контроле брзине убризгавања хемикалија из система за убризгавање на врху.Систем за ињектирање се такође може користити за континуирано убризгавање других хемикалија низ бушотину и на тај начин може смањити друге изазове који се могу појавити даље низводно од процесног постројења.
Урађена је свеобухватна студија која је развијала стратегију удубљења на скали Осеберг С или поља.Највећи проблем је био ЦаЦО;стварање каменца у горњој цеви и могући отказ ДХСВ-а.Осеберг С или разматрања стратегије управљања скалом су закључили да је током периода од три године, ДХЦИ био најефикасније решење у бушотинама у којима су функционисале линије за убризгавање хемикалија.Главни елемент трошкова у погледу конкурентске технике истискивања каменца била је одложена нафта, а не хемијски/оперативни трошкови.За примену инхибитора каменца у гас лифту, главни фактор на цену хемикалије била је висока брзина дизања гаса која је довела до високе концентрације СИ, пошто је концентрација морала бити избалансирана са брзином дизања гаса да би се избегао хемијски краљ.За два бунара на Осеберг С или који су имали добро функционишуће линије ДХЦ И, ова опција је изабрана да заштити ДХС В од ЦаЦО;скалирање.
Систем континуираног убризгавања и вентили
Постојећа решења за завршетак који користе системе за континуирано убризгавање хемикалија суочавају се са изазовима да спрече зачепљење капиларних водова.Типично, систем за убризгавање се састоји од капиларне линије, 1/4” или 3/8” спољашњег пречника (ОД), спојене на површински разводник, напајане кроз и повезане са држачем цеви на прстенастој страни цеви.Капиларна линија је причвршћена за спољни пречник производне цеви помоћу специјалних обујмица за цеви и пролази на спољашњој страни цеви све до ињекционог трна за хемијско убризгавање.Трн се традиционално поставља узводно од ДХС В или дубље у бушотину са намером да се убризганој хемикалији да довољно времена за дисперзију и да се хемикалија постави тамо где се пронађу изазови.
На вентилу за убризгавање хемикалија, слика 2, мали кертриџ пречника око 1,5” садржи неповратне вентиле који спречавају да течности из бушотине уђу у капиларну линију.То је једноставно мала лутка која јаше на опругу.Сила опруге поставља и предвиђа притисак који је потребан да би се отворио клип са заптивног седишта.Када хемикалија почне да тече, чеп се подиже са свог седишта и отвара неповратни вентил.
Потребно је имати инсталирана два неповратна вентила.Један вентил је примарна баријера која спречава да течности из бушотине уђу у капиларну линију.Ово има релативно низак притисак отварања (2-15 бара). Ако је хидростатички притисак унутар капиларне линије мањи од притиска у бушотини, течности из бушотине ће покушати да уђу у капиларну линију.Други неповратни вентил има нетипичан притисак отварања од 130-250 бара и познат је као систем за превенцију У-цеви.Овај вентил спречава да хемикалија унутар капиларног вода слободно тече у бушотину ако хидростатички притисак унутар капиларне линије буде већи од притиска у бушотини на месту убризгавања хемикалије унутар производног цевовода.
Поред два неповратна вентила, обично постоји филтер у линији, сврха овога је да се осигура да никакав отпад било које врсте не може угрозити способност заптивања система неповратних вентила.
Димензије описаних неповратних вентила су прилично мале, а чистоћа убризгане течности је неопходна за њихову оперативну функционалност.Верује се да се остаци из система могу испрати повећањем протока унутар капиларне линије, тако да се неповратни вентили намерно отварају.
Када се неповратни вентил отвори, проточни притисак се брзо смањује и шири се капиларном линијом док се притисак поново не повећа.Повратни вентил ће се тада затворити све док проток хемикалија не створи довољан притисак да отвори вентил;резултат су осцилације притиска у систему неповратних вентила.Што већи притисак отварања има систем неповратних вентила, то је мања површина протока успостављена када се неповратни вентил отвори и систем покушава да постигне равнотежне услове.
Вентили за убризгавање хемикалија имају релативно низак притисак отварања;и ако притисак у цеви на улазној тачки хемикалије постане мањи од збира хидростатског притиска хемикалија унутар капиларног вода плус притисак отварања неповратног вентила, у горњем делу капиларне линије ће се појавити близу вакуума или вакуума.Када се убризгавање хемикалије заустави или је проток хемикалије низак, у горњем делу капиларне линије ће почети да се јављају услови близу вакуума.
Ниво вакуума зависи од притиска у бушотини, специфичне тежине убризгане хемијске смеше која се користи унутар капиларне линије, притиска отварања неповратног вентила на месту убризгавања и протока хемикалије унутар капиларне линије.Услови у бушотини ће се мењати током радног века поља и стога ће се потенцијал за вакуум такође мењати током времена.Важно је да будете свесни ове ситуације како бисте правилно размотрили и предузели мере предострожности пре него што се појаве очекивани изазови.
Заједно са ниским стопама убризгавања, обично растварачи који се користе у овим врстама апликација испаравају изазивајући ефекте који нису у потпуности истражени.Ови ефекти су главни или преципитација чврстих материја, на пример полимера, када растварач испарава.
Даље, галванске ћелије се могу формирати у прелазној фази између течне површине хемикалије и гасне фазе испуњене паром изнад.Ово може да доведе до локалне корозије удубљења унутар капиларне линије као резултат повећане агресивности хемикалије у овим условима.Пахуљице или кристали соли формирани као филм унутар капиларне линије како се њена унутрашњост суши могу заглавити или зачепити капиларну линију.
Па баријерна филозофија
Када дизајнира робусна решења за бунаре, Статоил захтева да сигурност бунара буде на месту у сваком тренутку током животног циклуса бунара.Стога, Статоил захтева да постоје две независне баријере за бунар нетакнуте.Слика 3 приказује шему атипичне баријере бунара, где плава боја представља примарни омотач баријере бунара;у овом случају производне цеви.Црвена боја представља омотач секундарне баријере;кућиште.На левој страни на скици убризгавање хемикалије је означено као црна линија са тачком убризгавања до производне цеви у области означеној црвеном (секундарна баријера).Увођењем система за убризгавање хемикалија у бунар угрожавају се и примарна и секундарна баријера бушотине.
Историјат случаја корозије
Редослед догађаја
Хемијско убризгавање инхибитора каменца у бушотину је примењено на нафтно поље којим управља Статоил на норвешком континенталном појасу.У овом случају примењени инхибитор каменца је првобитно био квалификован за примену на врху и подморју.Након поновног завршетка бушотине уследила је уградња ДХЦИпоинтат2446мМД, сл.3.Убризгавање инхибитора горњег каменца на дну бушотине је започето без даљег испитивања хемикалије.
Након годину дана рада уочена су цурења у систему за убризгавање хемикалија и започета су истраживања.Цурење је штетно утицало на баријере бунара.Слични догађаји су се десили за неколико бунара и неки од њих су морали бити затворени док је истрага била у току.
Производне цеви су извучене и детаљно проучене.Напад корозије био је ограничен на једну страну цеви, а неки спојеви цеви су били толико кородирани да су у ствари биле рупе кроз њих.Отприлике 8,5 мм дебљине 3% хромираног челика се распао за мање од 8 месеци.Главна корозија се десила у горњем делу бунара, од главе бунара до приближно 380 м МД, а најгоре кородирани спојеви цеви пронађени су на око 350 м МД.Испод ове дубине примећена је мала или никаква корозија, али је на ОД цеви пронађено много крхотина.
Кућиште од 9-5/8'' је такође исечено и извучено и примећени су слични ефекти;са корозијом у горњем делу бунара само на једној страни.Индуковано цурење је узроковано пуцањем ослабљеног дела кућишта.
Материјал линије за хемијско убризгавање је легура 825.
Хемијска квалификација
Хемијска својства и испитивање корозије су важни фокуси у квалификацији инхибитора каменца, а стварни инхибитор каменца је квалификован и коришћен у површинским и подморским апликацијама већ неколико година.Разлог за примену стварне хемикалије у бушотини је побољшана својства животне средине заменом постојеће хемикалије у бушотини. Међутим, инхибитор каменца је коришћен само на температурама на врху и морском дну (4-20℃).Када се убризгава у бунар, температура хемикалије је могла да буде и до 90℃, али на овој температури нису вршена даља испитивања.
Иницијалне тестове корозивности извршио је добављач хемикалије и резултати су показали 2-4 мм годишње за угљенични челик на високој температури.Током ове фазе било је минимално ангажовање материјално-техничке компетенције оператера.Оператер је касније извршио нове тестове који су показали да је инхибитор каменца био веома корозиван за материјале у производним цевима и производном кућишту, са стопама корозије преко 70 мм/годишње.Материјал линије за хемијско убризгавање Аллои 825 није тестиран на инхибитор каменца пре убризгавања.Температура бунара може да достигне 90℃ и у овим условима је требало извршити одговарајућа испитивања.
Истраживање је такође открило да је инхибитор каменца као концентровани раствор пријавио пХ <3,0.Међутим, пХ није измерен.Касније је измерени пХ показао веома ниску вредност пХ 0-1.Ово илуструје потребу за мерењима и разматрањем материјала поред датих пХ вредности.
Интерпретација резултата
Линија за убризгавање (Сл.3) је конструисана тако да даје хидростатички притисак инхибитора каменца који премашује притисак у бушотини на месту ињектирања.Инхибитор се убризгава под већим притиском него што постоји у бушотини.Ово резултира ефектом У-цеви при затварању бунара.Вентил ће се увек отворити са већим притиском у линији за убризгавање него у бушотини.Због тога може доћи до вакуума или испаравања у линији за убризгавање.Брзина корозије и ризик од таложења су највећи у прелазној зони гас/течност услед испаравања растварача.Лабораторијски експерименти изведени на купонима потврдили су ову теорију.У бунарима у којима је дошло до цурења, све рупе у ињекционим водовима налазиле су се у горњем делу линије за убризгавање хемикалија.
Слика 4 приказује фотографију ДХЦ И линије са значајном корозијом.Корозија уочена на спољној производној цеви указује на локалну изложеност инхибитору каменца са тачке цурења удубљења.Цурење је узроковано корозијом удубљења од стране високо корозивне хемикалије и цурењем кроз линију за убризгавање хемикалија у производно кућиште.Инхибитор каменца је прскан са капиларне линије са удубљењем на кућиште и цев и дошло је до цурења.Било какве секундарне последице цурења у линији за убризгавање нису узете у обзир.Закључено је да је корозија кућишта и цеви резултат концентрисаних инхибитора наслага каменца који се одводе од удубљене капиларне линије на кућиште и цев, сл.5.
У овом случају није било ангажовања инжењера материјалне компетенције.Корозивност хемикалије на линији ДХЦИ није тестирана и секундарни ефекти услед цурења нису процењени;као што је да ли околни материјали могу толерисати излагање хемикалијама.
Историја случаја краља хемијског оружја
Редослед догађаја
Стратегија превенције каменца за ХП ХТ поље била је континуирано убризгавање инхибитора каменца узводно од сигурносног вентила на нижој бушотини.У бунару је идентификован озбиљан потенцијал стварања каменца калцијум карбоната.Један од изазова била је висока температура и високе стопе производње гаса и кондензата у комбинацији са ниском стопом производње воде.Забринутост због убризгавања инхибитора каменца била је да би растварач био уклоњен услед велике брзине производње гаса и да би се хемикалија развила на месту убризгавања узводно од сигурносног вентила у бушотини, сл.1.
Током квалификације инхибитора каменца фокус је био на ефикасности производа у ХП ХТ условима укључујући понашање у систему горњег процеса (ниска температура).Преципитација самог инхибитора каменца у производним цевима због велике количине гаса била је главна брига.Лабораторијски тестови су показали да инхибитор каменца може да се исталожи и да се залепи за зид цеви.Због тога би рад сигурносног вентила могао да смањи ризик.
Искуство је показало да након неколико недеља рада хемијски вод цури.Било је могуће пратити притисак у бушотини на површинском мерачу инсталираном у капиларној линији.Линија је изолована да би се постигао интегритет бунара.
Линија за убризгавање хемикалија је извучена из бунара, отворена и прегледана да би се дијагностиковао проблем и пронашли могући разлози квара.Као што се може видети на слици 6, пронађена је значајна количина преципитата и хемијска анализа је показала да је нешто од тога инхибитор каменца.Преципитат се налазио на заптивци, а отвор и вентил нису могли да раде.
Квар вентила је проузрокован остацима унутар система вентила који спречавају да неповратни вентили прогризу седиште од метала до метала.Крхотине су прегледане и показало се да су главне честице металне струготине, вероватно настале током процеса уградње капиларне линије.Поред тога, неки бели остаци су идентификовани на оба неповратна вентила, посебно на задњој страни вентила.Ово је страна ниског притиска, тј. страна би увек била у контакту са течностима у бушотини.У почетку се веровало да су то остаци из бушотине за производњу пошто су вентили били заглављени отворени и изложени течностима из бушотине.Али испитивање крхотина показало се да су полимери са сличном хемијом као и хемикалија која се користи као инхибитор каменца.Ово је привукло наше интересовање и Статоил је желео да истражи разлоге иза ових полимерних остатака присутних у капиларној линији.
Хемијска квалификација
У области ХП ХТ постоји много изазова у погледу избора одговарајућих хемикалија за ублажавање различитих проблема у производњи.У квалификацији инхибитора каменца за континуирано убризгавање у бушотину, извршена су следећа испитивања:
● Стабилност производа
● Термичко старење
● Тестови динамичких перформанси
● Компатибилност са формацијском водом и инхибитором хидрата (МЕГ)
● Статички и динамички тест краља оружја
● Информације о поновном растварању воде, свежа хемикалија и МЕГ
Хемикалија ће бити убризгана унапред одређеном брзином дозе,али производња воде неће нужно бити константна,односно заливање воде.Између водених пужева,када хемикалија уђе у бушотину,дочекаће га врело,брза струја гаса угљоводоника.Ово је слично убризгавању инхибитора каменца у примени гас лифта (Флеминг еттал.2003). Заједно са
висока температура гаса,Ризик од уклањања растварача је изузетно висок и пиштољ може да изазове блокаду вентила за убризгавање.Ово представља ризик чак и за хемикалије формулисане са растварачима са високом тачком кључања/ниским притиском паре и другим средствима за смањење притиска паре (ВПД). У случају делимичног зачепљења,проток формацијске воде,МЕГ и/или свежа хемикалија морају бити у стању да уклоне или поново растворе дехидрирану или испуштену хемикалију.
У овом случају, нова лабораторијска опрема за тестирање је дизајнирана да реплицира услове протока у близини отвора за убризгавање на ХП/ХТг као производном систему.Резултати динамичких тестова гун кинг показују да је у предложеним условима примене забележен значајан губитак растварача.Ово би могло довести до брзог "кинга" оружја и коначног блокирања доводних линија.Рад је стога показао да постоји релативно значајан ризик за континуирано убризгавање хемикалија у ове бунаре пре производње воде и довео је до одлуке да се прилагоде нормалне процедуре покретања за ово поље, одлажући убризгавање хемикалија док се не открије продор воде.
Квалификација инхибитора каменца за континуирано ињектирање у доњој бушотини имала је велики фокус на уклањању растварача и кингу инхибитора каменца на тачки убризгавања и у доводној линији, али није процењен потенцијал за стварање воде у самом вентилу за убризгавање.Вентил за убризгавање је вероватно отказао због значајног губитка растварача и брзог краља пиштоља,6. Резултати показују да је важно имати холистички поглед на систем;не само да се фокусира на изазове производње,али и изазове у вези са убризгавањем хемикалије,односно ињекциони вентил.
Искуство из других области
Један од раних извештаја о проблемима са линијама за убризгавање хемикалија на великим удаљеностима био је са сателитских поља Гулл фак сандВиг дис (Оса ет ал.2001). Подморски ињекциони водови су блокирани од формирања хидрата унутар линије због инвазије гаса из произведених флуида. у линију преко вентила за убризгавање.Израђене су нове смернице за развој хемикалија за подводну производњу.Захтеви су укључивали уклањање честица (филтрацију) и додавање инхибитора хидрата (нпр. гликола) свим инхибиторима каменца на бази воде који се убризгавају у подморске шаблоне.Хемијска стабилност,вискозитет и компатибилност (течност и материјали) су такође узети у обзир.Ови захтеви су пренети даље у Статоил систем и укључују убризгавање хемикалија у бушотину.
Током фазе развоја Осеберг С или поља одлучено је да се све бушотине заврше са ДХЦ И системима (Флеминг еттал.2006). Циљ је био да се спречи ЦаЦО；скалирање у горњој цеви СИ ињекцијом.Један од највећих изазова у вези са линијама за убризгавање хемикалија било је постизање комуникације између површине и излаза из бушотине.Унутрашњи пречник линије за убризгавање хемикалија се сузио са 7 мм на 0,7 мм (ИД) око прстенастог сигурносног вентила због ограничења простора и способности течности да се транспортује кроз ову секцију утицали су на успех.Неколико платформских бунара имало је водове за убризгавање хемикалија које су биле запушене,али разлог није био схваћен.Возови различитих течности (гликол,сирово,кондензат,ксилен,инхибитор каменца,вода итд.) су лабораторијски тестирани на вискозност и компатибилност и пумпани напред и у обрнутом току да би се отворили водови;Међутим,инхибитор циљног каменца није могао да се пумпа све до вентила за убризгавање хемикалије.Даље,компликације су уочене са таложењем инхибитора фосфонатног каменца заједно са заосталом ЦаЦл з довршном сланом водом у једној бушотини и 'кинг-ом' инхибитора каменца унутар бунара са високим односом гасоил и ниским резом воде (Флеминг етал.2006)
Научене лекције
Развој методе испитивања
Главне лекције научене из квара ДХЦ И система односиле су се на техничку ефикасност инхибитора каменца, а не на функционалност и хемијско убризгавање.Убризгавање на врх и подводно убризгавање су добро функционисале преко времена;Међутим,апликација је проширена на убризгавање хемикалија у бушотину без одговарајућег ажурирања метода хемијске квалификације.Статоил-ово искуство из два приказана случаја на терену је да се водећа документација или смернице за квалификацију хемикалија морају ажурирати како би укључиле ову врсту примене хемикалија.Идентификована су два главна изазова као и) вакуум у линији за убризгавање хемикалија и ии) потенцијално таложење хемикалије.
До испаравања хемикалије може доћи на производним цевима (као што се види у кућишту гун кинг) иу цеви за убризгавање (прелазни интерфејс је идентификован у вакуумском кућишту) постоји ризик да се ови талози могу померити са протоком и у ињекциони вентил и даље у бунар.Вентил за убризгавање је често дизајниран са филтером узводно од тачке убризгавања,ово је изазов,као у случају падавина, овај филтер би могао бити запушен и проузрокује квар вентила.
Запажања и прелиминарни закључци из научених лекција резултирали су опсежном лабораторијском студијом о феноменима.Општи циљ је био да се развију нове методе квалификације како би се избегли слични проблеми у будућности.У овој студији су спроведена различита испитивања и неколико лабораторијских метода је дизајнирано (развијено у циљу) за испитивање хемикалија у односу на идентификоване изазове.
● Зачепљења филтера и стабилност производа у затвореним системима.
● Утицај делимичног губитка растварача на корозивност хемикалија.
● Утицај делимичног губитка растварача унутар капиларе на формирање чврстих материја или вискозних чепова.
Током испитивања лабораторијских метода идентификовано је неколико потенцијалних проблема
● Поновљене блокаде филтера и лоша стабилност.
● Формирање чврстих материја након делимичног испаравања из капиларе
● ПХ промене услед губитка растварача.
Природа спроведених тестова такође је пружила додатне информације и знања у вези са променама физичких својстава хемикалија унутар капилара када су подвргнуте одређеним условима,и како се ово разликује од раствора у расутом стању подвргнутих сличним условима.Тестирање је такође идентификовало значајне разлике између течности у расутом стању,парне фазе и резидуалне течности које могу довести или до повећаног потенцијала за падавине и/или до повећане корозивности.
Процедура испитивања корозивности инхибитора каменца је развијена и укључена у техничку документацију.За сваку примену морало се извршити проширено испитивање корозивности пре него што се може применити убризгавање инхибитора каменца.Такође су обављени тестови хемикалије у линији за убризгавање.
Пре почетка квалификације хемикалије важно је креирати обим посла који описује изазове и сврху хемикалије.У почетној фази важно је идентификовати главне изазове да бисте могли да изаберете типове хемикалија које ће решити проблем.Сажетак најважнијих критеријума прихватања може се наћи у табели 2.
Квалификација хемикалија
Квалификација хемикалија се састоји од тестирања и теоријске евалуације за сваку примену.Техничка спецификација и критеријуми испитивања морају бити дефинисани и успостављени,на пример у оквиру ХСЕ,компатибилност материјала,стабилност производа и квалитет производа (честице).Даље,тачка смрзавања,вискозност и компатибилност са другим хемикалијама,инхибитор хидрата,морају се утврдити формацијске воде и произведени флуид.Поједностављена листа метода испитивања које се могу користити за квалификацију хемикалија дата је у табели 2.
Континуирано фокусирање и праћење техничке ефикасности,брзине дозирања и ХСЕ чињенице су важне.Захтеви производа могу променити век трајања поља или процеса；варирају у зависности од стопе производње као и састава течности.Пратећа активност са евалуацијом учинка,оптимизација и/или тестирање нових хемикалија мора да се ради често како би се обезбедио оптималан програм третмана.
У зависности од квалитета уља,производња воде и технички изазови у производном погону на мору,употреба производних хемикалија је можда неопходна за постизање квалитета извоза,регулаторни захтеви,и да на безбедан начин управљају инсталацијом на мору.Сва поља имају различите изазове, а потребне хемикалије за производњу ће се разликовати од поља до поља и прековременог рада.
Важно је фокусирати се на техничку ефикасност производних хемикалија у квалификационом програму,али је такође веома важно фокусирати се на својства хемикалије,као што су стабилност,квалитет и компатибилност производа.Компатибилност у овој поставци значи компатибилност са течностима,материјала и других производних хемикалија.Ово може бити изазов.Није пожељно користити хемикалију за решавање проблема да би се касније открило да хемикалија доприноси или ствара нове изазове.Можда су својства хемикалије, а не технички изазов, највећи изазов.
Посебни услови
Посебне захтеве за филтрацију испоручених производа треба применити за подморски систем и за континуирано убризгавање у бушотину.Филтере и филтере у систему за убризгавање хемикалија треба обезбедити на основу спецификације опреме која се налази низводно од горњег система за убризгавање,пумпе и вентили за убризгавање,до вентила за убризгавање у бушотини.Тамо где се примењује континуирано убризгавање хемикалија у бушотину, спецификација у систему за убризгавање хемикалија треба да се заснива на спецификацији са највећом критичношћу.Ово је можда филтер на ињекционом вентилу испод рупе.
Изазови убризгавања
Систем за убризгавање може да подразумева 3-50 км удаљености пупчане подморске линије и 1-3 км доле у бунар.Важна су физичка својства као што су вискозитет и способност пумпања хемикалија.Ако је вискозност на температури морског дна превисока, може бити изазов пумпати хемикалију кроз линију за убризгавање хемикалије у подморски пупчани канал и до подморске тачке убризгавања или у бунар.Вискозитет треба да буде у складу са спецификацијом система на очекиваној температури складиштења или радној температури.Ово треба проценити у сваком случају,и зависиће од система.Како је стопа убризгавања хемикалија фактор успеха у хемијском убризгавању.Да би се смањио ризик од зачепљења линије за убризгавање хемикалија,хемикалије у овом систему треба да буду инхибиране (ако постоји могућност за хидрате).Компатибилност са течностима присутним у систему (течност за конзервацију) и инхибитором хидрата се мора извршити.Тестови стабилности хемикалије на стварним температурама (најнижа могућа температура околине,температура околине,температура подморја,температура убризгавања) морају бити прођене.
Такође се мора узети у обзир програм за прање водова за убризгавање хемикалија на датој фреквенцији.Редовно испирање линије за убризгавање хемикалија растварачем може дати превентивни ефекат,гликол или хемикалије за чишћење како би се уклониле могуће наслаге пре него што се накупе и могу изазвати зачепљење линије.Одабрани хемијски раствор течности за испирање мора битикомпатибилан са хемикалијом у линији за убризгавање.
У неким случајевима линија за убризгавање хемикалија се користи за неколико хемијских примена на основу различитих изазова током животног века поља и услова флуида.У почетној фази производње пре продора воде, главни изазови могу бити другачији од оних у касном животном добу који су често повезани са повећаном производњом воде.Прелазак са инхибитора на бази растварача без воде, као што је инхибитор асфалтена, на хемикалије на бази воде, као што је инхибитор каменца, може представљати изазове са компатибилношћу.Због тога је важно фокусирати се на компатибилност и квалификацију и употребу одстојника када се планира замена хемикалије у линији за убризгавање хемикалија.
Материјали
Што се тиче компатибилности материјала,све хемикалије треба да буду компатибилне са заптивкама,еластомера,заптивке и грађевински материјали који се користе у систему убризгавања хемикалија и производном погону.Треба развити процедуру испитивања корозивности хемикалија (нпр. инхибитор киселог каменца) за континуирано убризгавање у бушотину.За сваку примену потребно је извршити проширено испитивање корозивности пре него што се може применити убризгавање хемикалија.
Дискусија
Предности и недостаци континуираног убризгавања хемикалија у бушотину морају се проценити.Континуирано убризгавање инхибитора каменца за заштиту ДХС Вор производне цеви је елегантан метод заштите бунара од каменца.Као што је поменуто у овом раду, постоји неколико изазова са континуираним убризгавањем хемикалија у бушотину,међутим да би се смањио ризик важно је разумети феномене повезане са решењем.
Један од начина да се смањи ризик је фокусирање на развој методе тестирања.У поређењу са убризгавањем хемикалија на површину или под море, постоје различити и тежи услови доле у бушотини.Процедура квалификације хемикалија за континуирано убризгавање хемикалија у бушотину мора да узме у обзир ове промене услова.Квалификација хемикалија се мора извршити према материјалу са којим хемикалије могу доћи у контакт.Захтеви за квалификацију компатибилности и тестирање у условима који реплицирају што је могуће ближе различитим условима животног циклуса бушотине у којима ће ови системи радити морају да се ажурирају и имплементирају.Развој методе испитивања мора се даље развијати до реалистичнијих и репрезентативнијих тестова.
Додатно,интеракција између хемикалија и опреме је од суштинског значаја за успех.Развој хемијских вентила за убризгавање мора узети у обзир хемијска својства и локацију ињекционог вентила у бушотини.Требало би размотрити укључивање правих вентила за убризгавање као део опреме за испитивање и спровођење тестирања перформанси инхибитора каменца и дизајна вентила као део програма квалификације.Да се квалификују инхибитори каменца,главни фокус је раније био на изазовима процеса и инхибицији обима,али добра инхибиција каменца зависи од стабилног и континуираног убризгавања.Без стабилног и континуираног убризгавања потенцијал за каменац ће се повећати.Ако је вентил за убризгавање инхибитора каменца покварен и нема убризгавања инхибитора каменца у ток течности,бунар и сигурносни вентили нису заштићени од каменца и тиме би могла бити угрожена сигурна производња.Квалификациона процедура мора да води рачуна о изазовима у вези са убризгавањем инхибитора каменца поред изазова процеса и ефикасности квалификованог инхибитора каменца.
Нови приступ укључује неколико дисциплина и сарадња између дисциплина и одговарајуће одговорности морају бити разјашњене.У овој апликацији горњи процесни систем,укључени су подморски шаблони и пројектовање и завршетак бунара.Мултидисциплинарне мреже које се фокусирају на развој робусних решења за системе за убризгавање хемикалија су важне и можда пут до успеха.Комуникација између различитих дисциплина је критична;посебно је важна блиска комуникација између хемичара који контролишу хемикалије које се примењују и инжењера бунара који контролишу опрему која се користи у бушотини.Разумевање изазова различитих дисциплина и учење једни од других је од суштинског значаја за разумевање сложености целог процеса.
Закључак
● Континуирано убризгавање инхибитора каменца ради заштите ДХС Вор производна цев је елегантан метод за заштиту бунара од каменца
● За решавање идентификованих изазова,следеће препоруке су:
● Мора се извршити посебна ДХЦИ процедура квалификације.
● Метода квалификације за вентиле за убризгавање хемикалија
● Методе испитивања и квалификације за хемијску функционалност
● Развој методе
● Испитивање релевантног материјала
● Мултидисциплинарна интеракција у којој је комуникација између различитих укључених дисциплина кључна за успех.
Признања
Аутор жели да се захвали Статоил АС А на дозволи за објављивање овог рада и Бакер Хугхесу и Сцхлумбергеру што су дозволили коришћење слике на слици 2.
Номенклатура
(Ба/Ср)СО4=баријум/стронцијум-сулфат
ЦаЦО3=калцијум карбонат
ДХЦИ = убризгавање хемикалија у бушотину
ДХСВ = сигурносни вентил у бушотини
нпр.=на пример
ГОР=однос гаса
ХСЕ=здравствено-безбедно окружење
ХПХТ=високи притисак висока температура
ИД=унутрашњи пречник
тј=тј
км=километри
мм=милиметар
МЕГ = моно етилен гликол
мМД=метар измерене дубине
ОД=спољни пречник
СИ = инхибитор скале
мТВ Д=метар укупна вертикална дубина
У-цев=Цев у облику слова У
ВПД = средство за смањење притиска паре
Слика 1. Преглед подморских и дубинских система за убризгавање хемикалија у атипичном пољу.Скица хемијског убризгавања узводно ДХСВ и повезани очекивани изазови.ДХС В = сигурносни вентил у бушотини, ПВВ = крилни вентил процеса и ПМ В = главни вентил процеса.
Слика 2. Скица атипичног система за убризгавање хемикалија у бушотину са трном и вентилом.Систем је закачен за површински разводник, напајан кроз и повезан са држачем цеви на прстенастој страни цеви.Трн за убризгавање хемикалија се традиционално поставља дубоко у бунар са намером да пружи хемијску заштиту.
Слика 3. Шема типичне баријере бунара,где плава боја представља примарни омотач баријере бунара;у овом случају производне цеви.Црвена боја представља омотач секундарне баријере;кућиште.На левој страни је назначено убризгавање хемикалије, црна линија са тачком убризгавања до производне цеви у области означеној црвеном (секундарна баријера).
Слика 4. Рупа са удубљењем пронађена у горњем делу линије за убризгавање 3/8”.Подручје је приказано на скици шеме атипичне баријере бунара, означене наранџастом елипсом.
Слика 5. Тешки напад корозије на 7” 3% хром цеви.Слика приказује напад корозије након што је инхибитор каменца распршен са линије за убризгавање хемикалија са јамицима на производну цев.
Слика 6. Крхотине пронађене у вентилу за убризгавање хемикалија.Крхотине у овом случају биле су металне струготине вероватно од процеса уградње поред неких беличастих остатака.Испитивање белих остатака показало се да су полимери са сличном хемијом као и убризгана хемикалија
Време поста: 27.04.2022