Downhole Chemical Injection Lines - Γιατί αποτυγχάνουν;Εμπειρίες, Προκλήσεις και Εφαρμογή Νέων Μεθόδων Δοκιμών
Copyright 2012, Εταιρεία Μηχανικών Πετρελαίου
Αφηρημένη
Η Statoil λειτουργεί σε πολλά πεδία όπου εφαρμόζεται συνεχής έγχυση αναστολέα αλάτων από κάτω οπή.Ο στόχος είναι η προστασία του άνω σωλήνα και της βαλβίδας ασφαλείας από (Ba/Sr) SO4 ήCaCO.κλίμακας, σε περιπτώσεις όπου η συμπίεση αλάτων μπορεί να είναι δύσκολη και δαπανηρή σε τακτική βάση, π.χ. σύνδεση υποθαλάσσιων πεδίων.
Η συνεχής έγχυση της κάτω οπής του αναστολέα αλάτων είναι μια τεχνικά κατάλληλη λύση για την προστασία της άνω σωλήνωσης και της βαλβίδας ασφαλείας σε φρεάτια που έχουν δυνατότητα απολέπισης πάνω από τη συσκευή συσκευασίας παραγωγής.ειδικά σε φρεάτια που δεν χρειάζεται να συμπιέζονται σε τακτική βάση λόγω του δυναμικού απολέπισης στην περιοχή κοντά στο φρεάτιο.
Ο σχεδιασμός, η λειτουργία και η συντήρηση των γραμμών έγχυσης χημικών απαιτούν επιπλέον εστίαση στην επιλογή υλικού, την πιστοποίηση χημικών και την παρακολούθηση.Η πίεση, η θερμοκρασία, τα συστήματα ροής και η γεωμετρία του συστήματος ενδέχεται να δημιουργήσουν προκλήσεις στην ασφαλή λειτουργία.Έχουν εντοπιστεί προκλήσεις στις γραμμές έγχυσης πολλών χιλιομέτρων από την εγκατάσταση παραγωγής μέχρι το υποθαλάσσιο πρότυπο και στις βαλβίδες έγχυσης κάτω στα φρεάτια.
Συζητούνται εμπειρίες πεδίου που δείχνουν την πολυπλοκότητα των συστημάτων συνεχούς έγχυσης κάτω από την οπή σχετικά με ζητήματα καθίζησης και διάβρωσης.Εκπροσωπούνται εργαστηριακές μελέτες και εφαρμογή νέων μεθόδων χημικής πιστοποίησης.Αντιμετωπίζονται οι ανάγκες για διεπιστημονικές ενέργειες.
Εισαγωγή
Η Statoil λειτουργεί σε διάφορα πεδία όπου έχει εφαρμοστεί συνεχής έγχυση χημικών ουσιών.Αυτό περιλαμβάνει κυρίως την έγχυση αναστολέα αλάτων (SI) όπου ο στόχος είναι η προστασία του άνω σωλήνα και της βαλβίδας ασφαλείας (DHSV) από (Ba/Sr) SO4 ήCaCO.κλίμακα.Σε ορισμένες περιπτώσεις, ο διακόπτης γαλακτώματος εγχέεται στην κάτω οπή για να ξεκινήσει η διαδικασία διαχωρισμού όσο το δυνατόν πιο βαθιά στο φρεάτιο σε σχετικά υψηλή θερμοκρασία.
Η συνεχής έγχυση της κάτω οπής αναστολέα αλάτων είναι μια τεχνικά κατάλληλη λύση για την προστασία του άνω μέρους των φρεατίων που έχουν δυνατότητα απολέπισης πάνω από το συσκευαστή παραγωγής.Η συνεχής έγχυση μπορεί να συνιστάται ιδιαίτερα σε φρεάτια που δεν χρειάζεται να συμπιεστούν λόγω του χαμηλού δυναμικού απολέπισης στο κοντινό πηγάδι.ή σε περιπτώσεις όπου η συμπίεση αλάτων μπορεί να είναι δύσκολη και δαπανηρή σε τακτική βάση, π.χ. πρόσδεση υποθαλάσσιων πεδίων.
Η Statoil έχει εκτεταμένη εμπειρία στη συνεχή έγχυση χημικών σε συστήματα στην κορυφή και υποθαλάσσια πρότυπα, αλλά η νέα πρόκληση είναι να προχωρήσουμε το σημείο έγχυσης πιο βαθιά μέσα στο φρεάτιο.Ο σχεδιασμός, η λειτουργία και η συντήρηση των γραμμών έγχυσης χημικών απαιτεί επιπλέον εστίαση σε διάφορα θέματα.όπως επιλογή υλικού, χημική πιστοποίηση και παρακολούθηση.Η πίεση, η θερμοκρασία, τα συστήματα ροής και η γεωμετρία του συστήματος ενδέχεται να δημιουργήσουν προκλήσεις στην ασφαλή λειτουργία.Έχουν εντοπιστεί προκλήσεις σε μακριές γραμμές έγχυσης (μερικών χιλιομέτρων) από την εγκατάσταση παραγωγής έως το υποθαλάσσιο πρότυπο και στις βαλβίδες έγχυσης κάτω στα φρεάτια.Εικ.1.Ορισμένα από τα συστήματα έγχυσης έχουν λειτουργήσει σύμφωνα με το σχέδιο, ενώ άλλα έχουν αποτύχει για διάφορους λόγους.Σχεδιάζονται αρκετές νέες εξελίξεις στο πεδίο για την έγχυση χημικών ουσιών κάτω από την οπή (DHCI).ωστόσο;σε ορισμένες περιπτώσεις ο εξοπλισμός δεν έχει ακόμη πλήρως πιστοποιηθεί.
Η εφαρμογή του DHCI είναι μια πολύπλοκη εργασία.Περιλαμβάνει την ολοκλήρωση και τον σχεδιασμό των φρεατίων, τη χημεία των φρεατίων, το σύστημα από πάνω και το σύστημα χημικής δοσολογίας της διαδικασίας από την κορυφή.Το χημικό θα αντληθεί από την επάνω πλευρά μέσω της γραμμής έγχυσης χημικών στον εξοπλισμό ολοκλήρωσης και κάτω στο φρεάτιο.Ως εκ τούτου, στον προγραμματισμό και την εκτέλεση αυτού του τύπου έργου, η συνεργασία μεταξύ πολλών κλάδων είναι ζωτικής σημασίας.Πρέπει να αξιολογηθούν διάφορα ζητήματα και η καλή επικοινωνία κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού είναι σημαντική.Συμμετέχουν μηχανικοί διεργασιών, μηχανικοί υποθαλάσσιων και μηχανικοί ολοκλήρωσης, οι οποίοι ασχολούνται με θέματα χημείας φρεατίων, επιλογής υλικών, διασφάλισης ροής και διαχείρισης χημικών παραγωγής.Οι προκλήσεις μπορεί να είναι η σταθερότητα του χημικού όπλου ή η σταθερότητα της θερμοκρασίας, η διάβρωση και σε ορισμένες περιπτώσεις η επίδραση του κενού λόγω της τοπικής πίεσης και των επιδράσεων ροής στη γραμμή έγχυσης χημικών.Εκτός από αυτά, συνθήκες όπως υψηλή πίεση, υψηλή θερμοκρασία, υψηλή ταχύτητα αερίου, υψηλή δυνατότητα κλιμάκωσης,το μεγάλο σημείο ομφαλίου και το βαθύ σημείο έγχυσης στο φρεάτιο, δίνουν διαφορετικές τεχνικές προκλήσεις και απαιτήσεις στο χημικό που εγχέεται και στη βαλβίδα έγχυσης.
Μια επισκόπηση των συστημάτων DHCI που είναι εγκατεστημένα στις λειτουργίες της Statoil δείχνει ότι η εμπειρία δεν ήταν πάντα επιτυχής στον Πίνακας 1. Ωστόσο, σχεδιάζεται βελτίωση του σχεδιασμού της έγχυσης, της χημικής πιστοποίησης, της λειτουργίας και της συντήρησης.Οι προκλήσεις ποικίλλουν από πεδίο σε πεδίο και το πρόβλημα δεν είναι απαραίτητα ότι η ίδια η βαλβίδα έγχυσης χημικών δεν λειτουργεί.
Τα τελευταία χρόνια έχουν αντιμετωπιστεί αρκετές προκλήσεις σχετικά με τις γραμμές έγχυσης χημικών ουσιών.Σε αυτό το άρθρο δίνονται μερικά παραδείγματα από αυτές τις εμπειρίες.Η εργασία συζητά τις προκλήσεις και τα μέτρα που λαμβάνονται για την επίλυση των προβλημάτων που σχετίζονται με τις γραμμές DHCI.Δίνονται δύο ιστορικά περιστατικών.ένα για τη διάβρωση και ένα για το χημικό όπλο βασιλιάς.Συζητούνται εμπειρίες πεδίου που δείχνουν την πολυπλοκότητα των συστημάτων συνεχούς έγχυσης κάτω από την οπή σχετικά με ζητήματα καθίζησης και διάβρωσης.
Εξετάζονται επίσης οι εργαστηριακές μελέτες και η εφαρμογή νέων μεθόδων χημικής πιστοποίησης.πώς να αντλείται το χημικό, δυναμικό κλιμάκωσης και πρόληψη, εφαρμογή σύνθετου εξοπλισμού και πώς η χημική ουσία θα επηρεάσει το σύστημα της άνω πλευράς όταν το χημικό παραχθεί ξανά.Τα κριτήρια αποδοχής για χημική εφαρμογή περιλαμβάνουν περιβαλλοντικά ζητήματα, απόδοση, χωρητικότητα αποθήκευσης στο επάνω μέρος, ρυθμό αντλίας, αν μπορεί να χρησιμοποιηθεί η υπάρχουσα αντλία κ.λπ. Οι τεχνικές συστάσεις πρέπει να βασίζονται στη συμβατότητα με υγρά και χημεία, ανίχνευση υπολειμμάτων, συμβατότητα υλικού, σχεδιασμό υποθαλάσσιου ομφαλίου, σύστημα χημικής δοσολογίας και υλικά στον περιβάλλοντα χώρο αυτών των γραμμών.Η χημική ουσία μπορεί να χρειαστεί να ανασταλεί η ένυδρη ουσία για να αποτραπεί η απόφραξη της γραμμής έγχυσης από εισβολή αερίου και η χημική ουσία δεν πρέπει να παγώσει κατά τη μεταφορά και την αποθήκευση.Στις υπάρχουσες εσωτερικές κατευθυντήριες γραμμές υπάρχει μια λίστα ελέγχου για το ποιες χημικές ουσίες μπορούν να εφαρμοστούν σε κάθε σημείο του συστήματος Οι φυσικές ιδιότητες όπως το ιξώδες είναι σημαντικές.Το σύστημα έγχυσης μπορεί να συνεπάγεται απόσταση 3-50km γραμμής ομφαλικής υποθαλάσσιας ροής και 1-3km κάτω στο φρεάτιο.Ως εκ τούτου, η σταθερότητα της θερμοκρασίας είναι επίσης σημαντική.Ίσως πρέπει επίσης να εξεταστεί η αξιολόγηση των επιπτώσεων κατάντη, π.χ. σε διυλιστήρια.
Συστήματα χημικής έγχυσης κάτω οπών
Όφελος κόστους
Η συνεχής έγχυση της κάτω οπής του αναστολέα αλάτων για την προστασία του DHS Vor της σωλήνωσης παραγωγής μπορεί να είναι οικονομικά αποδοτική σε σύγκριση με τη συμπίεση του φρεατίου με αναστολέα αλάτων.Αυτή η εφαρμογή μειώνει την πιθανότητα βλάβης σχηματισμού σε σύγκριση με τις επεξεργασίες συμπίεσης αλάτων, μειώνει την πιθανότητα προβλημάτων διεργασίας μετά από συμπίεση ζυγαριάς και δίνει τη δυνατότητα ελέγχου του ρυθμού έγχυσης χημικών από το σύστημα έγχυσης στην επάνω πλευρά.Το σύστημα έγχυσης μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την έγχυση άλλων χημικών ουσιών συνεχώς κάτω από την οπή και μπορεί έτσι να μειώσει άλλες προκλήσεις που ενδέχεται να προκύψουν περαιτέρω κατάντη της μονάδας επεξεργασίας.
Πραγματοποιήθηκε μια ολοκληρωμένη μελέτη για την ανάπτυξη μιας στρατηγικής κλίμακας κάτω οπών του Oseberg S ή πεδίου.Η κύρια ανησυχία κλίμακας ήταν το CaCO.απολέπιση στην άνω σωλήνωση και πιθανή αστοχία DHSV.Οι εκτιμήσεις της στρατηγικής διαχείρισης του Oseberg S ή της κλίμακας κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι για μια περίοδο τριών ετών, η DHCI ήταν η πιο οικονομική λύση στα φρεάτια όπου λειτουργούσαν οι γραμμές έγχυσης χημικών.Το κύριο στοιχείο κόστους σε σχέση με την ανταγωνιστική τεχνική συμπίεσης αλάτων ήταν το αναβαλλόμενο λάδι και όχι το χημικό/λειτουργικό κόστος.Για την εφαρμογή του αναστολέα αλάτων στην ανύψωση αερίου, ο κύριος παράγοντας στο χημικό κόστος ήταν ο υψηλός ρυθμός ανύψωσης αερίου που οδηγεί σε υψηλή συγκέντρωση SI, αφού η συγκέντρωση έπρεπε να εξισορροπηθεί με τον ρυθμό ανύψωσης αερίου για να αποφευχθεί ο βασιλιάς χημικών όπλων.Για τα δύο φρεάτια στο Oseberg S ή που είχαν καλές γραμμές DHC I, αυτή η επιλογή επιλέχθηκε για την προστασία των DHS V από CaCO.απολέπιση.
Σύστημα συνεχούς έγχυσης και βαλβίδες
Οι υπάρχουσες λύσεις ολοκλήρωσης που χρησιμοποιούν συστήματα συνεχούς χημικής έγχυσης αντιμετωπίζουν προκλήσεις για την πρόληψη της απόφραξης των τριχοειδών γραμμών.Συνήθως το σύστημα έγχυσης αποτελείται από μια τριχοειδή γραμμή, εξωτερικής διαμέτρου 1/4" ή 3/8" (OD), συνδεδεμένη σε μια πολλαπλή επιφάνειας, τροφοδοτούμενη και συνδεδεμένη με την κρεμάστρα σωλήνωσης στη δακτυλιοειδή πλευρά της σωλήνωσης.Η τριχοειδής γραμμή συνδέεται με την εξωτερική διάμετρο της σωλήνωσης παραγωγής με ειδικούς σφιγκτήρες κολάρου σωλήνωσης και τρέχει στο εξωτερικό της σωλήνωσης μέχρι τον άξονα έγχυσης χημικών.Ο άξονας τοποθετείται παραδοσιακά ανάντη του DHS V ή βαθύτερα στο φρεάτιο με σκοπό να δοθεί στην εγχυόμενη χημική ουσία επαρκής χρόνος διασποράς και να τοποθετηθεί η χημική ουσία όπου εντοπίζονται οι προκλήσεις.
Στη βαλβίδα έγχυσης χημικής ουσίας, Σχήμα 2, ένα μικρό φυσίγγιο διαμέτρου περίπου 1,5" περιέχει τις βαλβίδες αντεπιστροφής που εμποδίζουν τα υγρά του φρεατίου να εισέλθουν στην τριχοειδή γραμμή.Είναι απλά ένας μικρός παπάς που καβαλάει πάνω σε μια πηγή.Η δύναμη του ελατηρίου ρυθμίζει και προβλέπει την πίεση που απαιτείται για να ανοίξει το κάλυμμα από το στεγανοποιητικό κάθισμα.Όταν η χημική ουσία αρχίζει να ρέει, το στόμιο σηκώνεται από τη θέση του και ανοίγει τη βαλβίδα ελέγχου.
Απαιτείται η εγκατάσταση δύο βαλβίδων αντεπιστροφής.Η μία βαλβίδα είναι το κύριο εμπόδιο που εμποδίζει τα υγρά του φρεατίου να εισέλθουν στην τριχοειδή γραμμή.Αυτό έχει σχετικά χαμηλή πίεση ανοίγματος (2-15 bar). Εάν η υδροστατική πίεση στο εσωτερικό της τριχοειδούς γραμμής είναι μικρότερη από την πίεση στο φρεάτιο, τα υγρά του φρεατίου θα προσπαθήσουν να εισέλθουν στην τριχοειδική γραμμή.Η άλλη βαλβίδα αντεπιστροφής έχει άτυπη πίεση ανοίγματος 130-250 bar και είναι γνωστή ως σύστημα αποτροπής σωλήνα U.Αυτή η βαλβίδα εμποδίζει τη χημική ουσία εντός της τριχοειδούς γραμμής να ρέει ελεύθερα στην οπή του φρεατίου εάν η υδροστατική πίεση εντός της τριχοειδούς γραμμής είναι μεγαλύτερη από την πίεση στο φρεάτιο στο σημείο έγχυσης χημικής ουσίας μέσα στη σωλήνωση παραγωγής.
Εκτός από τις δύο βαλβίδες αντεπιστροφής, υπάρχει συνήθως ένα εν σειρά φίλτρο, ο σκοπός αυτού είναι να διασφαλιστεί ότι κανένα συντρίμμι οποιουδήποτε είδους δεν θα μπορούσε να θέσει σε κίνδυνο τις δυνατότητες στεγανοποίησης των συστημάτων βαλβίδων αντεπιστροφής.
Τα μεγέθη των περιγραφόμενων βαλβίδων αντεπιστροφής είναι μάλλον μικρά και η καθαρότητα του εγχυόμενου υγρού είναι απαραίτητη για τη λειτουργική τους λειτουργία.Πιστεύεται ότι τα υπολείμματα στο σύστημα μπορούν να ξεπλυθούν αυξάνοντας τον ρυθμό ροής μέσα στην τριχοειδή γραμμή, έτσι ώστε οι βαλβίδες αντεπιστροφής να ανοίξουν εσκεμμένα.
Όταν η βαλβίδα αντεπιστροφής ανοίγει, η πίεση ροής μειώνεται γρήγορα και διαδίδεται επάνω στην τριχοειδή γραμμή μέχρι να αυξηθεί ξανά η πίεση.Η βαλβίδα αντεπιστροφής θα κλείσει στη συνέχεια έως ότου η ροή των χημικών ουσιών δημιουργήσει επαρκή πίεση για να ανοίξει η βαλβίδα.το αποτέλεσμα είναι ταλαντώσεις πίεσης στο σύστημα βαλβίδας αντεπιστροφής.Όσο μεγαλύτερη πίεση ανοίγματος έχει το σύστημα βαλβίδας αντεπιστροφής, τόσο μικρότερη περιοχή ροής δημιουργείται όταν ανοίγει η βαλβίδα αντεπιστροφής και το σύστημα προσπαθεί να επιτύχει συνθήκες ισορροπίας.
Οι βαλβίδες έγχυσης χημικών έχουν σχετικά χαμηλή πίεση ανοίγματος.και εάν η πίεση του σωλήνα στο σημείο εισόδου χημικών γίνει μικρότερη από το άθροισμα της υδροστατικής πίεσης των χημικών εντός της τριχοειδούς γραμμής συν την πίεση ανοίγματος της βαλβίδας αντεπιστροφής, θα προκύψει σχεδόν κενό ή κενό στο πάνω μέρος της τριχοειδούς γραμμής.Όταν η έγχυση της χημικής ουσίας σταματήσει ή η ροή της χημικής ουσίας είναι χαμηλή, θα αρχίσουν να εμφανίζονται συνθήκες κοντά στο κενό στο επάνω τμήμα της τριχοειδούς γραμμής.
Το επίπεδο κενού εξαρτάται από την πίεση στο φρεάτιο, το ειδικό βάρος του εγχυόμενου χημικού μείγματος που χρησιμοποιείται εντός της τριχοειδούς γραμμής, την πίεση ανοίγματος της βαλβίδας αντεπιστροφής στο σημείο έγχυσης και τον ρυθμό ροής της χημικής ουσίας εντός της τριχοειδούς γραμμής.Οι συνθήκες του φρεατίου θα ποικίλλουν κατά τη διάρκεια ζωής του χωραφιού και επομένως η πιθανότητα κενού θα ποικίλλει και υπερωρίες.Είναι σημαντικό να γνωρίζετε αυτήν την κατάσταση για να λάβετε τη σωστή προσοχή και προφύλαξη πριν προκύψουν αναμενόμενες προκλήσεις.
Μαζί με τους χαμηλούς ρυθμούς εγχύσεων, συνήθως οι διαλύτες που χρησιμοποιούνται σε αυτούς τους τύπους εφαρμογών εξατμίζονται προκαλώντας αποτελέσματα που δεν έχουν διερευνηθεί πλήρως.Αυτά τα φαινόμενα είναι ο βασιλιάς του όπλου ή η καθίζηση στερεών, για παράδειγμα πολυμερών, όταν ο διαλύτης εξατμίζεται.
Περαιτέρω, γαλβανικά κύτταρα μπορούν να σχηματιστούν στη φάση μετάβασης μεταξύ της ρευστής επιφάνειας της χημικής ουσίας και της γεμισμένης με ατμό αέριας φάσης σχεδόν υπό κενό παραπάνω.Αυτό μπορεί να οδηγήσει σε τοπική διάβρωση διάτρησης εντός της τριχοειδούς γραμμής ως αποτέλεσμα της αυξημένης επιθετικότητας της χημικής ουσίας υπό αυτές τις συνθήκες.Οι νιφάδες ή οι κρύσταλλοι αλατιού που σχηματίζονται ως μεμβράνη μέσα στην τριχοειδική γραμμή καθώς το εσωτερικό της στεγνώνει μπορεί να μπλοκάρουν ή να βουλώσουν την τριχοειδική γραμμή.
Φιλοσοφία φραγμού καλά
Όταν σχεδιάζετε ισχυρές λύσεις φρεατίων, η Statoil απαιτεί να υπάρχει η ασφάλεια του φρεατίου ανά πάσα στιγμή κατά τη διάρκεια του κύκλου ζωής του φρέατος.Έτσι, η Statoil απαιτεί να υπάρχουν δύο ανεξάρτητα φράγματα φρεατίων ανέπαφα.Το Σχ. 3 δείχνει σχηματικό άτυπο φράγμα φρεατίου, όπου το μπλε χρώμα αντιπροσωπεύει το κύριο περίβλημα του φραγμού φρεατίου.σε αυτή την περίπτωση ο σωλήνας παραγωγής.Το κόκκινο χρώμα αντιπροσωπεύει το δευτερεύον περίβλημα φραγμού.το περίβλημα.Στην αριστερή πλευρά στο σκίτσο, η έγχυση χημικής ουσίας υποδεικνύεται ως μαύρη γραμμή με σημείο έγχυσης στη σωλήνωση παραγωγής στην περιοχή με κόκκινο χρώμα (δευτερεύον φράγμα).Με την εισαγωγή συστημάτων χημικής έγχυσης στο φρεάτιο, τίθενται σε κίνδυνο τόσο τα πρωτεύοντα όσο και τα δευτερεύοντα φράγματα γεώτρησης.
Ιστορικό περίπτωσης διάβρωσης
Η ακολουθία των γεγονότων
Η έγχυση χημικής ουσίας Downhole του αναστολέα αλάτων έχει εφαρμοστεί σε ένα κοίτασμα πετρελαίου που λειτουργεί από την Statoil στη νορβηγική υφαλοκρηπίδα.Στην περίπτωση αυτή, ο αναστολέας αλάτων που εφαρμόστηκε είχε αρχικά πιστοποιηθεί για εφαρμογή στην κορυφή και την υποθαλάσσια.Μετά την ολοκλήρωση του φρεατίου ακολούθησε εγκατάσταση του DHCIpointat2446mMD, Εικ.3.Η έγχυση κάτω από την οπή του αναστολέα αλάτων από την κορυφή ξεκίνησε χωρίς περαιτέρω δοκιμή της χημικής ουσίας.
Μετά από ένα χρόνο λειτουργίας παρατηρήθηκαν διαρροές στο σύστημα έγχυσης χημικών και ξεκίνησαν έρευνες.Η διαρροή είχε επιζήμια επίδραση στα φράγματα των φρεατίων.Παρόμοια γεγονότα συνέβησαν για πολλά πηγάδια και ορισμένα από αυτά έπρεπε να κλείσουν ενώ η έρευνα ήταν σε εξέλιξη.
Ο σωλήνας παραγωγής τραβήχτηκε και μελετήθηκε λεπτομερώς.Η προσβολή διάβρωσης περιορίστηκε στη μία πλευρά του σωλήνα και ορισμένοι σύνδεσμοι σωλήνων ήταν τόσο διαβρωμένοι που στην πραγματικότητα υπήρχαν τρύπες μέσα από αυτούς.Χάλυβας χρωμίου 3% πάχους 8,5 mm περίπου είχε αποσυντεθεί σε λιγότερο από 8 μήνες.Η κύρια διάβρωση είχε συμβεί στο επάνω τμήμα του φρεατίου, από την κεφαλή του φρέατος μέχρι τα περίπου 380 m MD, και οι χειρότεροι διαβρωμένοι σύνδεσμοι σωλήνων βρέθηκαν σε περίπου 350 m MD.Κάτω από αυτό το βάθος παρατηρήθηκε λίγη ή καθόλου διάβρωση, αλλά βρέθηκαν πολλά συντρίμμια στα OD των σωλήνων.
Το περίβλημα 9-5/8'' επίσης κόπηκε και τραβήχτηκε και παρατηρήθηκαν παρόμοια αποτελέσματα.με διάβρωση στο πάνω τμήμα του φρεατίου μόνο στη μία πλευρά.Η προκληθείσα διαρροή προκλήθηκε από διάρρηξη του εξασθενημένου τμήματος του περιβλήματος.
Το υλικό της γραμμής χημικής έγχυσης ήταν το Alloy 825.
Πιστοποίηση χημικών
Οι χημικές ιδιότητες και οι δοκιμές διάβρωσης είναι σημαντικές επικεντρώσεις στην πιστοποίηση των αναστολέων αλάτων και ο πραγματικός αναστολέας αλάτων είχε πιστοποιηθεί και χρησιμοποιηθεί σε εφαρμογές πάνω και υποθαλάσσιες για αρκετά χρόνια.Ο λόγος για την εφαρμογή της πραγματικής χημικής κοιλότητας ήταν οι βελτιωμένες περιβαλλοντικές ιδιότητες με την αντικατάσταση της υπάρχουσας χημικής ουσίας κάτω από την οπή, ωστόσο, ο αναστολέας αλάτων είχε χρησιμοποιηθεί μόνο σε θερμοκρασίες από την κορυφή και τον βυθό της θάλασσας (4-20℃).Όταν εγχυθεί στο πηγάδι, η θερμοκρασία της χημικής ουσίας θα μπορούσε να φτάσει τους 90℃, αλλά δεν είχε πραγματοποιηθεί περαιτέρω δοκιμή σε αυτή τη θερμοκρασία.
Οι αρχικές δοκιμές διαβρωτικότητας είχαν πραγματοποιηθεί από τον προμηθευτή χημικών και τα αποτελέσματα έδειξαν 2-4 mm/έτος για ανθρακούχο χάλυβα σε υψηλή θερμοκρασία.Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης υπήρξε ελάχιστη συμμετοχή της υλικής τεχνικής ικανότητας του χειριστή.Αργότερα πραγματοποιήθηκαν νέες δοκιμές από τον χειριστή που έδειξαν ότι ο αναστολέας αλάτων ήταν εξαιρετικά διαβρωτικός για τα υλικά στη σωλήνωση παραγωγής και στο περίβλημα παραγωγής, με ρυθμούς διάβρωσης που ξεπερνούσαν τα 70 mm/έτος.Το υλικό της γραμμής χημικής έγχυσης Alloy 825 δεν είχε δοκιμαστεί έναντι του αναστολέα αλάτων πριν από την έγχυση.Η θερμοκρασία του φρεατίου μπορεί να φτάσει τους 90℃ και θα πρέπει να έχουν πραγματοποιηθεί επαρκείς δοκιμές υπό αυτές τις συνθήκες.
Η έρευνα αποκάλυψε επίσης ότι ο αναστολέας αλάτων ως συμπυκνωμένο διάλυμα είχε αναφέρει pH <3,0.Ωστόσο, το pH δεν είχε μετρηθεί.Αργότερα το μετρούμενο pH έδειξε πολύ χαμηλή τιμή pH 0-1.Αυτό δείχνει την ανάγκη για μετρήσεις και ζητήματα υλικού επιπλέον των δεδομένων τιμών pH.
Ερμηνεία των αποτελεσμάτων
Η γραμμή έγχυσης (Εικ. 3) είναι κατασκευασμένη για να παρέχει υδροστατική πίεση του αναστολέα αλάτων που υπερβαίνει την πίεση στο φρεάτιο στο σημείο έγχυσης.Ο αναστολέας εγχέεται σε υψηλότερη πίεση από αυτή που υπάρχει στο φρεάτιο.Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα φαινόμενο U-tube κατά το κλείσιμο του φρεατίου.Η βαλβίδα θα ανοίγει πάντα με μεγαλύτερη πίεση στη γραμμή έγχυσης από ό,τι στο φρεάτιο.Ως εκ τούτου, μπορεί να εμφανιστεί κενό ή εξάτμιση στη γραμμή έγχυσης.Ο ρυθμός διάβρωσης και ο κίνδυνος διάτρησης είναι μεγαλύτερος στη ζώνη μετάπτωσης αερίου/υγρού λόγω εξάτμισης του διαλύτη.Εργαστηριακά πειράματα που έγιναν σε κουπόνια επιβεβαίωσαν αυτή τη θεωρία.Στα φρεάτια όπου παρατηρήθηκε διαρροή, όλες οι τρύπες στις γραμμές έγχυσης βρίσκονταν στο πάνω μέρος της γραμμής έγχυσης χημικών.
Το Σχ. 4 δείχνει φωτογραφία της γραμμής DHC I με σημαντική διάβρωση διάτρησης.Η διάβρωση που παρατηρήθηκε στην εξωτερική σωλήνωση παραγωγής έδειξε τοπική έκθεση του αναστολέα αλάτων από το σημείο διαρροής κοιλοτήτων.Η διαρροή προκλήθηκε από διάβρωση με λακκούβες από εξαιρετικά διαβρωτικό χημικό και διαρροή μέσω της γραμμής έγχυσης χημικών στο περίβλημα παραγωγής.Ο αναστολέας αλάτων ψεκάστηκε από την τριχοειδική γραμμή με κουκούτσι στο περίβλημα και τη σωλήνωση και σημειώθηκαν διαρροές.Δεν είχαν ληφθεί υπόψη τυχόν δευτερεύουσες συνέπειες διαρροών στη γραμμή έγχυσης.Συνήχθη το συμπέρασμα ότι η διάβρωση του περιβλήματος και της σωλήνωσης ήταν αποτέλεσμα συμπυκνωμένων αναστολέων αλάτων που προσεύχονταν από την τριχοειδική γραμμή με κουκούτσι μέχρι το περίβλημα και τη σωλήνωση, Εικ. 5.
Σε αυτή την περίπτωση υπήρξε έλλειψη εμπλοκής μηχανικών ικανοτήτων υλικών.Η διαβρωτικότητα της χημικής ουσίας στη γραμμή DHCI δεν είχε δοκιμαστεί και οι δευτερεύουσες επιπτώσεις λόγω διαρροής δεν είχαν αξιολογηθεί.όπως εάν τα γύρω υλικά θα μπορούσαν να ανεχθούν την έκθεση σε χημικά.
Ιστορικό υπόθεσης του βασιλιά των χημικών όπλων
Η ακολουθία των γεγονότων
Η στρατηγική πρόληψης αλάτων για ένα πεδίο HP HT ήταν η συνεχής έγχυση αναστολέα αλάτων ανάντη της βαλβίδας ασφαλείας κάτω οπής.Στο φρεάτιο εντοπίστηκε σοβαρή δυνατότητα απολέπισης ανθρακικού ασβεστίου.Μία από τις προκλήσεις ήταν η υψηλή θερμοκρασία και οι υψηλοί ρυθμοί παραγωγής αερίου και συμπυκνωμάτων σε συνδυασμό με χαμηλό ρυθμό παραγωγής νερού.Η ανησυχία με την έγχυση αναστολέα αλάτων ήταν ότι ο διαλύτης θα απογυμνωθεί από τον υψηλό ρυθμό παραγωγής αερίου και ο βασιλιάς όπλων της χημικής ουσίας θα εμφανιζόταν στο σημείο έγχυσης ανάντη της βαλβίδας ασφαλείας στο φρεάτιο, Σχήμα 1.
Κατά τη διάρκεια της αξιολόγησης του αναστολέα αλάτων, η εστίαση επικεντρώθηκε στην αποτελεσματικότητα του προϊόντος σε συνθήκες HP HT, συμπεριλαμβανομένης της συμπεριφοράς στο σύστημα διεργασίας από την κορυφή (χαμηλή θερμοκρασία).Η καθίζηση του ίδιου του αναστολέα αλάτων στη σωλήνωση παραγωγής λόγω της υψηλής ταχύτητας αερίου ήταν το κύριο μέλημα.Εργαστηριακές δοκιμές έδειξαν ότι ο αναστολέας αλάτων μπορεί να κατακρημνιστεί και να προσκολληθεί στο τοίχωμα του σωλήνα.Επομένως, η λειτουργία της βαλβίδας ασφαλείας μπορεί να νικήσει τον κίνδυνο.
Η εμπειρία έδειξε ότι μετά από μερικές εβδομάδες λειτουργίας η χημική γραμμή είχε διαρροές.Ήταν δυνατή η παρακολούθηση της πίεσης του φρεατίου στον επιφανειακό μετρητή που ήταν εγκατεστημένος στην τριχοειδή γραμμή.Η γραμμή απομονώθηκε για να αποκτήσει ακεραιότητα φρεατίου.
Η γραμμή έγχυσης χημικών τραβήχτηκε έξω από το φρεάτιο, άνοιξε και επιθεωρήθηκε για τη διάγνωση του προβλήματος και την εύρεση πιθανών αιτιών αστοχίας.Όπως φαίνεται στο Σχήμα 6, βρέθηκε σημαντική ποσότητα ιζήματος και η χημική ανάλυση έδειξε ότι μέρος αυτού ήταν ο αναστολέας αλάτων.Το ίζημα βρισκόταν στη σφράγιση και δεν μπορούσαν να λειτουργήσουν το στόμιο και η βαλβίδα.
Η αστοχία της βαλβίδας προκλήθηκε από συντρίμμια στο εσωτερικό του συστήματος βαλβίδων που εμποδίζουν τις βαλβίδες αντεπιστροφής να τρώνε στην έδρα από μέταλλο σε μέταλλο.Τα συντρίμμια εξετάστηκαν και τα κύρια σωματίδια αποδείχθηκε ότι είναι μεταλλικά ρινίσματα, που πιθανότατα παράγονται κατά τη διαδικασία εγκατάστασης της τριχοειδούς γραμμής.Επιπλέον, εντοπίστηκαν κάποια λευκά υπολείμματα και στις δύο βαλβίδες αντεπιστροφής, ειδικά στην πίσω πλευρά των βαλβίδων.Αυτή είναι η πλευρά της χαμηλής πίεσης, δηλαδή η πλευρά θα είναι πάντα σε επαφή με τα υγρά του φρεατίου.Αρχικά, πιστεύεται ότι πρόκειται για υπολείμματα από το φρεάτιο παραγωγής, καθώς οι βαλβίδες είχαν ανοίξει και είχαν εκτεθεί σε υγρά από το φρεάτιο.Αλλά η εξέταση των συντριμμιών αποδείχθηκε ότι ήταν πολυμερή με παρόμοια χημεία με τη χημική ουσία που χρησιμοποιείται ως αναστολέας αλάτων.Αυτό τράβηξε το ενδιαφέρον μας και η Statoil θέλησε να διερευνήσει τους λόγους πίσω από αυτά τα υπολείμματα πολυμερούς που υπάρχουν στην τριχοειδική γραμμή.
Πιστοποίηση χημικών
Σε ένα πεδίο HP HT υπάρχουν πολλές προκλήσεις όσον αφορά την επιλογή των κατάλληλων χημικών ουσιών για τον μετριασμό των διαφόρων προβλημάτων παραγωγής.Στην πιστοποίηση του αναστολέα αλάτων για οπή συνεχούς έγχυσης, πραγματοποιήθηκαν οι ακόλουθες δοκιμές:
● Σταθερότητα προϊόντος
● Θερμική γήρανση
● Δυναμικές δοκιμές απόδοσης
● Συμβατότητα με αναστολέα νερού σχηματισμού και υδρίτη (MEG)
● Στατική και δυναμική δοκιμή όπλο βασιλιά
● Νερό πληροφοριών επαναδιάλυσης, φρέσκο χημικό και MEG
Η χημική ουσία θα εγχυθεί με προκαθορισμένο ρυθμό δοσολογίας,αλλά η παραγωγή νερού δεν θα είναι απαραίτητα σταθερή,δηλ. νεροσακουλιές.Ανάμεσα στους νεροσάλιγκες,όταν η χημική ουσία εισέρχεται στο φρεάτιο,θα το συναντήσει ένα καυτό,γρήγορη ροή αερίου υδρογονάνθρακα.Αυτό είναι παρόμοιο με την έγχυση ενός αναστολέα αλάτων σε μια εφαρμογή ανύψωσης αερίου (Fleming etal.2003) .Μαζί με
η υψηλή θερμοκρασία αερίου,ο κίνδυνος απομάκρυνσης του διαλύτη είναι εξαιρετικά υψηλός και το gun king μπορεί να προκαλέσει απόφραξη της βαλβίδας έγχυσης.Αυτός είναι ένας κίνδυνος ακόμη και για χημικές ουσίες που έχουν σκευαστεί με διαλύτες υψηλού σημείου βρασμού/χαμηλής τάσης ατμών και άλλα κατασταλτικά πίεσης ατμών (VPD's). Σε περίπτωση μερικής απόφραξης,ροή του νερού του σχηματισμού,Το MEG και/ή το φρέσκο χημικό πρέπει να είναι ικανό να αφαιρεί ή να επαναδιαλύει το αφυδατωμένο ή αποστραγγισμένο χημικό.
Σε αυτήν την περίπτωση, σχεδιάστηκε μια νέα εργαστηριακή εξέδρα δοκιμών για να αναπαράγει τις συνθήκες ροής κοντά στις θύρες έγχυσης σε ένα σύστημα παραγωγής HP/HTg.Τα αποτελέσματα από τις δοκιμές δυναμικού όπλο king καταδεικνύουν ότι υπό τις προτεινόμενες συνθήκες εφαρμογής καταγράφηκε σημαντική απώλεια διαλύτη.Αυτό θα μπορούσε να οδηγήσει σε γρήγορο όπλο βασιλιά και τελικά μπλοκάρισμα των γραμμών ροής.Ως εκ τούτου, η εργασία έδειξε ότι υπήρχε σχετικά σημαντικός κίνδυνος για συνεχή έγχυση χημικών σε αυτά τα πηγάδια πριν από την παραγωγή νερού και οδήγησε στην απόφαση προσαρμογής των κανονικών διαδικασιών εκκίνησης για αυτό το πεδίο, καθυστερώντας την έγχυση χημικών έως ότου ανιχνευθεί η διαρροή νερού.
Ο χαρακτηρισμός του αναστολέα αλάτων για την κάτω οπή συνεχούς έγχυσης είχε μεγάλη εστίαση στην απογύμνωση διαλύτη και τον κύριο του αναστολέα αλάτων στο σημείο έγχυσης και στη γραμμή ροής, αλλά η πιθανότητα ύπαρξης όπλο στην ίδια τη βαλβίδα έγχυσης δεν αξιολογήθηκε.Η βαλβίδα έγχυσης πιθανότατα απέτυχε λόγω σημαντικής απώλειας διαλύτη και του γρήγορου όπλου,Εικ.6. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι είναι σημαντικό να έχουμε μια ολιστική άποψη του συστήματος;όχι μόνο επικεντρώνονται στις προκλήσεις παραγωγής,αλλά και προκλήσεις που σχετίζονται με την έγχυση της χημικής ουσίας,δηλαδή βαλβίδα έγχυσης.
Εμπειρία από άλλους τομείς
Μία από τις πρώτες αναφορές για προβλήματα με γραμμές έγχυσης χημικών σε μεγάλες αποστάσεις ήταν από τα δορυφορικά πεδία Gull fak sandVig (Osa etal.2001). Οι υποθαλάσσιες γραμμές έγχυσης αποκλείστηκαν από το σχηματισμό ένυδρου εντός της γραμμής λόγω εισβολής αερίου από τα παραγόμενα υγρά στη γραμμή μέσω της βαλβίδας έγχυσης.Αναπτύχθηκαν νέες κατευθυντήριες γραμμές για την ανάπτυξη χημικών ουσιών υποθαλάσσιας παραγωγής.Οι απαιτήσεις περιελάμβαναν αφαίρεση σωματιδίων (διήθηση) και προσθήκη αναστολέα ένυδρου (π.χ. γλυκόλη) σε όλους τους αναστολείς αλάτων με βάση το νερό που θα εγχυθούν στα υποθαλάσσια πρότυπα.Χημική σταθερότητα,Το ιξώδες και η συμβατότητα (υγρό και υλικά) ελήφθησαν επίσης υπόψη.Αυτές οι απαιτήσεις έχουν ενσωματωθεί περαιτέρω στο σύστημα Statoil και περιλαμβάνουν έγχυση χημικών ουσιών κάτω από την οπή.
Κατά τη φάση ανάπτυξης του Oseberg S ή του πεδίου αποφασίστηκε ότι όλα τα πηγάδια θα πρέπει να ολοκληρωθούν με συστήματα DHC I (Fleming etal.2006). Ο στόχος ήταν να αποτραπεί το CaCO；απολέπιση στον άνω σωλήνα με έγχυση SI.Μία από τις μεγαλύτερες προκλήσεις όσον αφορά τις γραμμές έγχυσης χημικών ήταν η επίτευξη επικοινωνίας μεταξύ της επιφάνειας και της εξόδου της κάτω οπής.Η εσωτερική διάμετρος της γραμμής έγχυσης χημικών μειώθηκε από 7 mm σε 0,7 mm (ID) γύρω από τη βαλβίδα ασφαλείας του δακτυλίου λόγω περιορισμών χώρου και η ικανότητα του υγρού να μεταφέρεται μέσω αυτού του τμήματος είχε επηρεάσει το ποσοστό επιτυχίας.Αρκετά φρεάτια πλατφόρμας είχαν γραμμές έγχυσης χημικών που ήταν βουλωμένες,αλλά ο λόγος δεν έγινε κατανοητός.Τρένα με διάφορα υγρά (γλυκολ,ακατέργαστος,συμπύκνωμα,ξυλόλιο,αναστολέας αλάτων,νερό κ.λπ.) δοκιμάστηκαν εργαστηριακά για ιξώδες και συμβατότητα και αντλήθηκαν προς τα εμπρός και σε αντίστροφη ροή για να ανοίξουν οι γραμμές;ωστόσο,ο αναστολέας της κλίμακας στόχου δεν μπορούσε να αντληθεί μέχρι τη βαλβίδα έγχυσης χημικών.Περαιτέρω,παρατηρήθηκαν επιπλοκές με την κατακρήμνιση του αναστολέα φωσφονικής κλίμακας μαζί με την υπολειμματική άλμη ολοκλήρωσης CaClz σε ένα φρεάτιο και το gun king του αναστολέα αλάτων μέσα σε ένα φρεάτιο με υψηλή αναλογία βενζίνης και χαμηλή διακοπή νερού (Fleming etal.2006)
Διδάγματα
Ανάπτυξη μεθόδου δοκιμής
Τα κύρια διδάγματα που αντλήθηκαν από την αστοχία των συστημάτων DHC I ήταν σε σχέση με την τεχνική αποτελεσματικότητα του αναστολέα αλάτων και όχι με τη λειτουργικότητα και την έγχυση χημικών.Η έγχυση από την κορυφή και η υποθαλάσσια έγχυση λειτούργησαν καλά υπερωρίες;ωστόσο,η εφαρμογή έχει επεκταθεί στην έγχυση χημικών ουσιών κάτω από την οπή χωρίς αντίστοιχη ενημέρωση των μεθόδων χημικής πιστοποίησης.Η εμπειρία της Statoil από τις δύο υποθέσεις πεδίου που παρουσιάστηκαν είναι ότι η ισχύουσα τεκμηρίωση ή οι κατευθυντήριες γραμμές για την πιστοποίηση χημικών προϊόντων πρέπει να ενημερωθούν για να περιλαμβάνουν αυτόν τον τύπο χημικής εφαρμογής.Οι δύο κύριες προκλήσεις έχουν προσδιοριστεί ως i) το κενό στη γραμμή έγχυσης χημικών και ii) η πιθανή καθίζηση της χημικής ουσίας.
Μπορεί να προκύψει εξάτμιση της χημικής ουσίας στον σωλήνα παραγωγής (όπως φαίνεται στη θήκη gun king) και στον σωλήνα έγχυσης (έχει εντοπιστεί μια παροδική διεπαφή στη θήκη κενού) υπάρχει κίνδυνος αυτά τα ιζήματα να μετακινηθούν με τη ροή και στη βαλβίδα έγχυσης και περαιτέρω στο φρεάτιο.Η βαλβίδα έγχυσης είναι συχνά σχεδιασμένη με φίλτρο ανάντη του σημείου έγχυσης,αυτό είναι μια πρόκληση,καθώς σε περίπτωση καθίζησης, αυτό το φίλτρο μπορεί να είναι βουλωμένο προκαλώντας τη βλάβη της βαλβίδας.
Οι παρατηρήσεις και τα προκαταρκτικά συμπεράσματα από τα διδάγματα κατέληξαν σε μια εκτενή εργαστηριακή μελέτη των φαινομένων.Ο γενικός στόχος ήταν η ανάπτυξη νέων μεθόδων πιστοποίησης για την αποφυγή παρόμοιων προβλημάτων στο μέλλον.Σε αυτή τη μελέτη έχουν διεξαχθεί διάφορες δοκιμές και έχουν σχεδιαστεί (αναπτύχθηκε) αρκετές εργαστηριακές μέθοδοι για την εξέταση χημικών ουσιών σε σχέση με τις προκλήσεις που έχουν εντοπιστεί.
● Αποφράξεις φίλτρων και σταθερότητα προϊόντος σε κλειστά συστήματα.
● Η επίδραση της μερικής απώλειας διαλύτη στη διαβρωτικότητα των χημικών ουσιών.
● Η επίδραση της μερικής απώλειας διαλύτη μέσα σε ένα τριχοειδές στο σχηματισμό στερεών ή παχύρρευστων βυσμάτων.
Κατά τη διάρκεια των δοκιμών των εργαστηριακών μεθόδων έχουν εντοπιστεί αρκετά πιθανά ζητήματα
● Επαναλαμβανόμενα μπλοκαρίσματα φίλτρου και κακή σταθερότητα.
● Σχηματισμός στερεών μετά από μερική εξάτμιση από ένα τριχοειδές
● Το PH αλλάζει λόγω απώλειας διαλύτη.
Η φύση των δοκιμών που πραγματοποιήθηκαν παρείχε επίσης πρόσθετες πληροφορίες και γνώσεις σχετικά με αλλαγές στις φυσικές ιδιότητες των χημικών ουσιών εντός τριχοειδών αγγείων όταν υπόκεινται σε ορισμένες συνθήκες,και πώς αυτό διαφέρει από τα χύδην διαλύματα που υπόκεινται σε παρόμοιες συνθήκες.Η δοκιμαστική εργασία εντόπισε επίσης σημαντικές διαφορές μεταξύ του υγρού όγκου,φάσεις ατμού και υπολειμματικά υγρά που μπορεί να οδηγήσουν είτε σε αυξημένη πιθανότητα καθίζησης και/ή σε αυξημένη διαβρωτική ικανότητα.
Η διαδικασία δοκιμής για τη διαβρωτικότητα των αναστολέων αλάτων αναπτύχθηκε και συμπεριλήφθηκε στη σχετική τεκμηρίωση.Για κάθε εφαρμογή έπρεπε να εκτελούνται εκτεταμένες δοκιμές διαβρωτικής ικανότητας πριν να εφαρμοστεί η έγχυση του αναστολέα αλάτων.Πραγματοποιήθηκαν επίσης δοκιμές Gun king της χημικής ουσίας στη γραμμή έγχυσης.
Πριν από την έναρξη της πιστοποίησης μιας χημικής ουσίας, είναι σημαντικό να δημιουργηθεί ένα πεδίο εργασίας που να περιγράφει τις προκλήσεις και τον σκοπό της χημικής ουσίας.Στην αρχική φάση είναι σημαντικό να εντοπιστούν οι κύριες προκλήσεις για να μπορέσουμε να επιλέξουμε τους τύπους χημικών ουσιών που θα λύσουν το πρόβλημα.Μια περίληψη των πιο σημαντικών κριτηρίων αποδοχής μπορεί να βρεθεί στον Πίνακα 2.
Πιστοποίηση χημικών
Η πιστοποίηση των χημικών συνίσταται τόσο σε δοκιμές όσο και σε θεωρητικές αξιολογήσεις για κάθε εφαρμογή.Πρέπει να καθοριστούν και να καθοριστούν οι τεχνικές προδιαγραφές και τα κριτήρια δοκιμής,για παράδειγμα εντός της HSE,συμβατότητα υλικού,σταθερότητα προϊόντος και ποιότητα προϊόντος (σωματίδια).Περαιτέρω,το σημείο πήξης,ιξώδες και συμβατότητα με άλλες χημικές ουσίες,αναστολέας ένυδρου,πρέπει να προσδιοριστεί το νερό σχηματισμού και το παραγόμενο υγρό.Ένας απλουστευμένος κατάλογος μεθόδων δοκιμής που μπορεί να χρησιμοποιηθούν για τον χαρακτηρισμό των χημικών ουσιών δίνεται στον Πίνακα 2.
Συνεχής εστίαση και παρακολούθηση της τεχνικής αποτελεσματικότητας,Τα ποσοστά δοσολογίας και τα γεγονότα HSE είναι σημαντικά.Οι απαιτήσεις ενός προϊόντος μπορούν να αλλάξουν τη διάρκεια ζωής ενός χωραφιού ή μιας μονάδας επεξεργασίας；ποικίλλουν ανάλογα με τους ρυθμούς παραγωγής καθώς και τη σύσταση του υγρού.Δραστηριότητα παρακολούθησης με αξιολόγηση της απόδοσης,Η βελτιστοποίηση ή/και η δοκιμή νέων χημικών ουσιών πρέπει να γίνονται συχνά για να διασφαλίζεται το βέλτιστο πρόγραμμα επεξεργασίας.
Ανάλογα με την ποιότητα του λαδιού,παραγωγή νερού και τεχνικές προκλήσεις στην υπεράκτια μονάδα παραγωγής,η χρήση χημικών ουσιών παραγωγής ίσως είναι απαραίτητη για την επίτευξη ποιότητας εξαγωγής,ρυθμιστικές απαιτήσεις,και να λειτουργεί η υπεράκτια εγκατάσταση με ασφαλή τρόπο.Όλα τα χωράφια έχουν διαφορετικές προκλήσεις και οι απαραίτητες χημικές ουσίες παραγωγής θα διαφέρουν από χωράφι σε χωράφι και υπερωρίες.
Είναι σημαντικό να εστιάσουμε στην τεχνική αποτελεσματικότητα των χημικών προϊόντων παραγωγής σε ένα πρόγραμμα πιστοποίησης,αλλά είναι επίσης πολύ σημαντικό να εστιάσουμε στις ιδιότητες της χημικής ουσίας,όπως η σταθερότητα,ποιότητα και συμβατότητα του προϊόντος.Συμβατότητα σε αυτή τη ρύθμιση σημαίνει συμβατότητα με τα υγρά,υλικά και άλλες χημικές ουσίες παραγωγής.Αυτό μπορεί να είναι μια πρόκληση.Δεν είναι επιθυμητό να χρησιμοποιήσετε μια χημική ουσία για να λύσετε ένα πρόβλημα για να ανακαλύψετε αργότερα ότι η χημική ουσία συμβάλλει ή δημιουργεί νέες προκλήσεις.Ίσως οι ιδιότητες της χημικής ουσίας και όχι η τεχνική πρόκληση είναι η μεγαλύτερη πρόκληση.
Ειδικές απαιτήσεις
Ειδικές απαιτήσεις για το φιλτράρισμα των παρεχόμενων προϊόντων θα πρέπει να εφαρμόζονται για το υποθαλάσσιο σύστημα και για την κάτω οπή συνεχούς έγχυσης.Τα φίλτρα και τα φίλτρα στο σύστημα έγχυσης χημικών θα πρέπει να παρέχονται με βάση τις προδιαγραφές στον εξοπλισμό κατάντη από το σύστημα έγχυσης στην κορυφή,αντλίες και βαλβίδες έγχυσης,στις βαλβίδες έγχυσης κάτω οπής.Όπου εφαρμόζεται συνεχής έγχυση χημικών ουσιών από την κάτω οπή, οι προδιαγραφές στο σύστημα έγχυσης χημικών πρέπει να βασίζονται στην προδιαγραφή με την υψηλότερη κρισιμότητα.Αυτό ίσως είναι το φίλτρο στην οπή της βαλβίδας έγχυσης.
Προκλήσεις ένεσης
Το σύστημα έγχυσης μπορεί να συνεπάγεται απόσταση 3-50km ομφαλικής υποθαλάσσιας ροής και 1-3km κάτω στο πηγάδι.Οι φυσικές ιδιότητες όπως το ιξώδες και η ικανότητα άντλησης των χημικών είναι σημαντικές.Εάν το ιξώδες στη θερμοκρασία του βυθού είναι πολύ υψηλό, μπορεί να αποτελέσει πρόκληση η άντληση της χημικής ουσίας μέσω της γραμμής έγχυσης χημικών στον υποθαλάσσιο ομφάλιο και στο υποθαλάσσιο σημείο έγχυσης ή στο φρεάτιο.Το ιξώδες πρέπει να είναι σύμφωνα με τις προδιαγραφές του συστήματος στην αναμενόμενη θερμοκρασία αποθήκευσης ή λειτουργίας.Αυτό θα πρέπει να αξιολογείται σε κάθε περίπτωση,και θα εξαρτάται από το σύστημα.Καθώς ο επιτραπέζιος ρυθμός έγχυσης χημικών είναι παράγοντας επιτυχίας στην έγχυση χημικών.Για να ελαχιστοποιηθεί ο κίνδυνος απόφραξης της γραμμής έγχυσης χημικών,οι χημικές ουσίες σε αυτό το σύστημα θα πρέπει να αναστέλλονται από την ένυδρη (εάν υπάρχει πιθανότητα ένυδρων).Πρέπει να πραγματοποιηθεί συμβατότητα με υγρά που υπάρχουν στο σύστημα (ρευστό συντήρησης) και τον αναστολέα ένυδρου.Δοκιμές σταθερότητας της χημικής ουσίας σε πραγματικές θερμοκρασίες (χαμηλότερη δυνατή θερμοκρασία περιβάλλοντος,θερμοκρασία περιβάλλοντος,θερμοκρασία υποθαλάσσιου,θερμοκρασία ένεσης) πρέπει να περάσει.
Πρέπει επίσης να ληφθεί υπόψη ένα πρόγραμμα για το πλύσιμο των γραμμών έγχυσης χημικών σε δεδομένη συχνότητα.Μπορεί να έχει προληπτικό αποτέλεσμα να ξεπλένεται τακτικά η γραμμή έγχυσης χημικών με διαλύτη,γλυκόλη ή χημικό καθαριστικό για την απομάκρυνση πιθανών εναποθέσεων πριν συσσωρευτεί και μπορεί να προκαλέσει βουλώματα της γραμμής.Το επιλεγμένο χημικό διάλυμα του υγρού έκπλυσης πρέπει να είναισυμβατό με τη χημική ουσία στη γραμμή έγχυσης.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, η γραμμή έγχυσης χημικών χρησιμοποιείται για πολλές χημικές εφαρμογές με βάση διαφορετικές προκλήσεις κατά τη διάρκεια ζωής ενός πεδίου και συνθήκες ρευστού.Στην αρχική φάση παραγωγής πριν από την ανακάλυψη του νερού, οι κύριες προκλήσεις μπορεί να είναι διαφορετικές από εκείνες στην ύστερη διάρκεια ζωής που συχνά σχετίζονται με την αυξημένη παραγωγή νερού.Η αλλαγή από αναστολέα που βασίζεται σε μη υδατικό διαλύτη, όπως ο αναστολέας ασφάλτου, σε χημική ουσία με βάση το νερό, όπως ο αναστολέας αλάτων, μπορεί να δημιουργήσει προκλήσεις σχετικά με τη συμβατότητα.Ως εκ τούτου, είναι σημαντικό να εστιάσουμε στη συμβατότητα και την καταλληλότητα και τις χρήσεις των διαχωριστών όταν σχεδιάζεται η αλλαγή χημικής ουσίας στη γραμμή έγχυσης χημικών.
Υλικά
Σχετικά με τη συμβατότητα υλικών,όλα τα χημικά πρέπει να είναι συμβατά με σφραγίδες,ελαστομερή,παρεμβύσματα και δομικά υλικά που χρησιμοποιούνται στο σύστημα έγχυσης χημικών και στο εργοστάσιο παραγωγής.Θα πρέπει να αναπτυχθεί διαδικασία δοκιμής για διαβρωτικότητα χημικών ουσιών (π.χ. αναστολέας όξινης αλάτων) για οπή συνεχούς έγχυσης.Για κάθε εφαρμογή πρέπει να γίνεται εκτεταμένος έλεγχος διαβρωτικής ικανότητας πριν από την έγχυση χημικών ουσιών.
Συζήτηση
Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα της συνεχούς έγχυσης χημικών στην κάτω οπή πρέπει να αξιολογηθούν.Η συνεχής έγχυση αναστολέα αλάτων για την προστασία του DHS Vor η σωλήνωση παραγωγής είναι μια κομψή μέθοδος για την προστασία του φρεατίου από τα άλατα.Όπως αναφέρθηκε σε αυτό το έγγραφο, υπάρχουν πολλές προκλήσεις με τη συνεχή έγχυση χημικών στην κάτω οπή,Ωστόσο, για να μειωθεί ο κίνδυνος, είναι σημαντικό να κατανοήσουμε τα φαινόμενα που συνδέονται με τη λύση.
Ένας τρόπος για να μειωθεί ο κίνδυνος είναι να εστιάσουμε στην ανάπτυξη μεθόδων δοκιμής.Σε σύγκριση με την άνω πλευρά ή την υποθαλάσσια έγχυση χημικών, υπάρχουν διαφορετικές και πιο σοβαρές συνθήκες κάτω στο πηγάδι.Η διαδικασία πιστοποίησης για χημικά για συνεχή έγχυση χημικών ουσιών πρέπει να λαμβάνει υπόψη αυτές τις αλλαγές στις συνθήκες.Ο χαρακτηρισμός των χημικών ουσιών πρέπει να γίνεται σύμφωνα με το υλικό με το οποίο ενδέχεται να έρθουν σε επαφή τα χημικά.Οι απαιτήσεις για πιστοποίηση συμβατότητας και δοκιμές σε συνθήκες που αναπαράγουν όσο το δυνατόν πλησιέστερα τις διάφορες συνθήκες κύκλου ζωής των πηγαδιών κάτω από τις οποίες θα λειτουργούν αυτά τα συστήματα πρέπει να ενημερωθούν και να εφαρμοστούν.Η ανάπτυξη της μεθόδου δοκιμής πρέπει να αναπτυχθεί περαιτέρω σε πιο ρεαλιστικές και αντιπροσωπευτικές δοκιμές.
Επιπλέον,Η αλληλεπίδραση μεταξύ των χημικών ουσιών και του εξοπλισμού είναι απαραίτητη για την επιτυχία.Η ανάπτυξη των βαλβίδων έγχυσης χημικών πρέπει να λαμβάνει υπόψη τις χημικές ιδιότητες και τη θέση της βαλβίδας έγχυσης στο φρεάτιο.Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη η συμπερίληψη πραγματικών βαλβίδων έγχυσης ως μέρος του εξοπλισμού δοκιμής και η διεξαγωγή δοκιμών απόδοσης του αναστολέα αλάτων και του σχεδιασμού της βαλβίδας ως μέρος του προγράμματος πιστοποίησης.Για να χαρακτηριστούν αναστολείς αλάτων,Η κύρια εστίαση ήταν νωρίτερα στις προκλήσεις της διαδικασίας και στην αναστολή κλίμακας,αλλά η καλή αναστολή της κλίμακας εξαρτάται από τη σταθερή και συνεχή έγχυση.Χωρίς σταθερή και συνεχή έγχυση, η πιθανότητα αλάτων θα αυξηθεί.Εάν η βαλβίδα έγχυσης του αναστολέα αλάτων είναι φουσκωμένη και δεν υπάρχει έγχυση αναστολέα αλάτων στο ρεύμα ρευστού,το φρεάτιο και οι βαλβίδες ασφαλείας δεν προστατεύονται από άλατα και ως εκ τούτου μπορεί να τεθεί σε κίνδυνο η ασφαλής παραγωγή.Η διαδικασία πιστοποίησης πρέπει να φροντίζει για τις προκλήσεις που σχετίζονται με την έγχυση του αναστολέα αλάτων εκτός από τις προκλήσεις της διαδικασίας και την αποτελεσματικότητα του αναγνωρισμένου αναστολέα αλάτων.
Η νέα προσέγγιση περιλαμβάνει πολλούς κλάδους και πρέπει να διευκρινιστεί η συνεργασία μεταξύ των κλάδων και οι αντίστοιχες αρμοδιότητες.Σε αυτή την εφαρμογή το σύστημα διεργασίας από την κορυφή,Εμπλέκονται υποθαλάσσια πρότυπα και σχεδιασμός και συμπληρώσεις φρέατος.Τα πολυεπιστημονικά δίκτυα που εστιάζουν στην ανάπτυξη ισχυρών λύσεων για συστήματα έγχυσης χημικών είναι σημαντικά και ίσως ο δρόμος προς την επιτυχία.Η επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων κλάδων είναι κρίσιμη;Είναι ιδιαίτερα σημαντική η στενή επικοινωνία μεταξύ των χημικών που έχουν τον έλεγχο των χημικών που εφαρμόζονται και των μηχανικών φρεατίων που έχουν τον έλεγχο του εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στο φρεάτιο.Για να κατανοήσουμε τις προκλήσεις των διαφορετικών επιστημονικών κλάδων και να μάθουμε ο ένας από τον άλλο είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε την πολυπλοκότητα της όλης διαδικασίας.
συμπέρασμα
● Συνεχής έγχυση αναστολέα αλάτων για προστασία του DHS Vor η σωλήνωση παραγωγής είναι μια κομψή μέθοδος για την προστασία του φρεατίου λόγω αλάτων
● Επίλυση των προκλήσεων που έχουν εντοπιστεί,οι ακόλουθες συστάσεις είναι:
● Πρέπει να πραγματοποιηθεί ειδική διαδικασία πιστοποίησης DHCI.
● Μέθοδος πιστοποίησης για βαλβίδες έγχυσης χημικών
● Μέθοδοι δοκιμής και πιστοποίησης για χημική λειτουργικότητα
● Ανάπτυξη μεθόδου
● Σχετική δοκιμή υλικού
● Η πολυεπιστημονική αλληλεπίδραση όπου η επικοινωνία μεταξύ των διαφόρων εμπλεκόμενων κλάδων είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία.
Ευχαριστίες
Ο συγγραφέας επιθυμεί να ευχαριστήσει την Statoil AS A για την άδεια να δημοσιεύσει αυτό το έργο και τους Baker Hughes και Schlumberger που επέτρεψαν τη χρήση της εικόνας στην Εικ.2.
Ονοματολογία
(Ba/Sr)SO4=θειικό βάριο/στρόντιο
CaCO3=ανθρακικό ασβέστιο
DHCI = χημική έγχυση κάτω από την τρύπα
DHSV=βαλβίδα ασφαλείας κάτω οπής
π.χ.=για παράδειγμα
GOR=αναλογία πετρελαίου
HSE=περιβάλλον ασφάλειας υγείας
HPHT=υψηλή πίεση υψηλή θερμοκρασία
ID=εσωτερική διάμετρος
δηλαδή=δηλαδή
km=χιλιόμετρα
mm = χιλιοστό
MEG=μονοαιθυλενογλυκόλη
mMD=μέτρο μετρούμενο βάθος
OD=εξωτερική διάμετρος
SI=αναστολέας κλίμακας
mTV D=μέτρο συνολικό κατακόρυφο βάθος
U-tube=Σωλήνας σε σχήμα U
VPD = κατασταλτικό πίεσης ατμών
Εικόνα 1. Επισκόπηση των συστημάτων έγχυσης χημικών υποθαλάσσιων και κάτω οπών σε άτυπο πεδίο.Σκίτσο της έγχυσης χημικών ουσιών DHSV και οι σχετικές αναμενόμενες προκλήσεις.DHS V = βαλβίδα ασφαλείας κάτω οπής, PWV = βαλβίδα πτερυγίου διεργασίας και PM V = κύρια βαλβίδα διεργασίας.
Εικόνα 2. Σκίτσο του άτυπου συστήματος έγχυσης χημικής οπής με τον άξονα και τη βαλβίδα.Το σύστημα είναι συνδεδεμένο με την πολλαπλή επιφάνειας, τροφοδοτείται και συνδέεται με την κρεμάστρα σωλήνωσης στη δακτυλιοειδή πλευρά του σωλήνα.Ο άξονας έγχυσης χημικών τοποθετείται παραδοσιακά βαθιά μέσα στο πηγάδι με σκοπό να προσφέρει χημική προστασία.
Εικόνα 3. Τυπικό σχηματικό φράγμα φρεατίων,όπου το μπλε χρώμα αντιπροσωπεύει το κύριο περίβλημα φραγμού πηγαδιού.σε αυτή την περίπτωση ο σωλήνας παραγωγής.Το κόκκινο χρώμα αντιπροσωπεύει το δευτερεύον περίβλημα φραγμού.το περίβλημα.Στην αριστερή πλευρά υποδεικνύεται η έγχυση χημικής ουσίας, μαύρη γραμμή με σημείο έγχυσης στο σωλήνα παραγωγής στην περιοχή με κόκκινο χρώμα (δευτερεύον φράγμα).
Εικόνα 4. Διάτρητη οπή που βρέθηκε στο πάνω τμήμα της γραμμής έγχυσης 3/8".Η περιοχή φαίνεται στο σκίτσο του άτυπου σχηματικού φραγμού φρεατίων, που σημειώνεται με πορτοκαλί έλλειψη.
Εικόνα 5. Σοβαρή προσβολή διάβρωσης στη σωλήνωση χρωμίου 7" 3%.Το σχήμα δείχνει την προσβολή διάβρωσης μετά τον ψεκασμό του αναστολέα αλάτων από τη γραμμή έγχυσης χημικών με κουκούτσι στη σωλήνωση παραγωγής.
Εικόνα 6. Συντρίμμια που βρέθηκαν στη βαλβίδα έγχυσης χημικών.Τα υπολείμματα σε αυτή την περίπτωση ήταν ρινίσματα μετάλλων πιθανότατα από τη διαδικασία εγκατάστασης εκτός από κάποια υπόλευκα υπολείμματα.Η εξέταση των λευκών συντριμμιών αποδείχθηκε ότι ήταν πολυμερή με παρόμοια χημεία με το χημικό που εγχύθηκε
Ώρα δημοσίευσης: Απρ-27-2022