Subtruaj Kemiaj Injektaj Linioj-Kial Ili Malsukcesas?Spertoj, Defioj kaj Apliko de Novaj Testmetodoj
Kopirajto 2012, Socio de Nafto-Inĝenieroj
Abstraktaĵo
Statoil funkciigas plurajn kampojn kie subtrua kontinua injekto de skalinhibitoro estas aplikata.La celo estas protekti la supran tubon kaj sekurecan valvon de (Ba/Sr) SO4orCaCO;skalo, en kazoj kie skalo-premado eble malfacilas kaj multekosta plenumi sur regula bazo, ekz. ligo de submaraj kampoj.
Kontinua injekto de skal-inhibitosubtruo estas teknike taŭga solvo por protekti la supran tubon kaj sekurecan valvon en putoj kiuj havas skalpovon super la produktadpakisto;precipe en putoj kiuj ne bezonas esti premitaj sur regula bazo pro skalpovo en la proksima putboareo.
Projekti, funkcii kaj konservi la kemiajn injektajn liniojn postulas ekstran fokuson pri materiala elekto, kemia kvalifiko kaj monitorado.Premo, temperaturo, fluo-reĝimoj kaj geometrio de la sistemo povas enkonduki defiojn al sekura operacio.Defioj estis identigitaj en la longaj injektolinioj de pluraj kilometroj de la produktadinstalaĵo ĝis la submara ŝablono kaj en la injektvalvoj malsupren en la putoj.
Kampaj spertoj montrantaj la kompleksecon de subtruaj kontinuaj injektaj sistemoj koncerne precipitaĵon kaj korodajn aferojn estas diskutitaj.Laboratoriaj studoj kaj apliko de novaj metodoj por kemia kvalifiko a reprezentata.La bezonoj de multidisciplinaj agoj estas traktitaj.
Enkonduko
Statoil funkciigas plurajn kampojn kie subtrua kontinua injekto de kemiaĵoj estis uzita.Tio plejparte implikas injekton de skalinhibitoro (SI) kie la celo estas protekti la supran tubon kaj subtruan sekurvalvon (DHSV) de (Ba/Sr) SO4orCaCO;skalo.En kelkaj kazoj emulsiorompilo estas injektita subtruo por komenci la apartigprocezon kiel eble plej profunde en la puto ĉe relativa alta temperaturo.
Kontinua injekto de skal-inhibitosubtruo estas teknike taŭga solvo por protekti la supran parton de la putoj kiuj havas skalpovon super la produktadpakisto.Kontinua injekto povus esti rekomendita precipe en putoj kiuj ne bezonas esti elpremitaj pro malalta skalpotencialo en la proksima putkalibro;aŭ en kazoj kie skalo-premado eble malfacilas kaj multekosta plenumi sur regula bazo, ekz. ligo de submaraj kampoj.
Statoil etendis sperton pri kontinua kemia injekto al supraj sistemoj kaj submaraj ŝablonoj sed la nova defio estas preni la injektpunkton pli profunde en la puton.Projekti, funkcii kaj konservi la kemiajn injektajn liniojn postulas ekstran fokuson pri pluraj temoj;kiel ekzemple materiala elekto, kemia kvalifiko kaj monitorado.Premo, temperaturo, fluo-reĝimoj kaj geometrio de la sistemo povas enkonduki defiojn al sekura operacio.Defioj en longaj (pluraj kilometroj) injektlinioj de la produktinstalaĵo ĝis la submara ŝablono kaj en la injektvalvojn malsupren en la putoj estis identigitaj;Fig.1.Kelkaj el la injektaj sistemoj funkciis laŭplane, dum aliaj malsukcesis pro diversaj kialoj.Pluraj novaj kampevoluoj estas planitaj por subtrua kemia injekto (DHCI);tamen;en kelkaj kazoj la ekipaĵo ankoraŭ ne estis plene kvalifikita.
Apliko de DHCI estas kompleksa tasko.Ĝi implikas la kompletigon kaj putodezajnojn, putkemion, supran sistemon kaj la kemian dozsistemon de la supraflanka procezo.La kemiaĵo estos pumpita de la supra flanko per la kemia injekta linio al la kompletiga ekipaĵo kaj malsupren en la puton.Tial, en la planado kaj ekzekuto de ĉi tiu speco de projekto kunlaboro inter pluraj disciplinoj estas kerna.Diversaj konsideroj devas esti taksitaj kaj bona komunikado dum la dezajno estas grava.Procezaj inĝenieroj, submaraj inĝenieroj kaj kompletigaj inĝenieroj estas implikitaj, traktante la temojn de putkemio, materiala elekto, fluo-certigo kaj produktada kemia administrado.La defioj povas esti kemia pafilo reĝo aŭ temperaturstabileco, korodo kaj en iuj kazoj vakuo efiko pro loka premo kaj fluo efikoj en la kemia injekto linio.Krom ĉi tiuj, kondiĉoj kiel alta premo, alta temperaturo, alta gasa indico, alta skalo potencialo,longdistanca umbilika kaj profunda injekta punkto en la puto, donas malsamajn teknikajn defiojn kaj postulojn al la kemiaĵo injektita kaj al la injektovalvo.
Superrigardo de la DHCI-sistemoj instalitaj en Statoil-operacioj montras, ke la sperto ne ĉiam estis sukcesa Tablo 1. Tamen, planado por plibonigo de la injektodezajno, kemia kvalifiko, operacio kaj prizorgado estas entreprenita.La defioj varias de kampo al kampo, kaj la problemo ne estas nepre, ke la kemia injektovalvo mem ne funkcias.
Dum la lastaj jaroj pluraj defioj koncerne subtruajn kemiajn injektajn liniojn estis travivitaj.En ĉi tiu artikolo kelkaj ekzemploj estas donitaj de ĉi tiuj spertoj.La papero diskutas defiojn kaj mezurojn prenitajn por solvi la problemojn ligitajn al DHCI-linioj.Du kazhistorioj estas donitaj;unu pri korodo kaj unu pri kemia pafilo reĝo.Kampaj spertoj montrantaj la kompleksecon de subtruaj kontinuaj injektaj sistemoj koncerne precipitaĵon kaj korodajn aferojn estas diskutitaj.
Laboratoriaj studoj kaj apliko de novaj metodoj por kemia kvalifiko ankaŭ estas konsiderataj;kiel pumpi la kemiaĵon, skalpovon kaj preventadon, kompleksan ekipaĵon aplikon kaj kiel la kemiaĵo influos la supran sistemon kiam la kemiaĵo estas produktita reen.Akceptu kriteriojn por kemia aplikado implikas mediajn problemojn, efikecon, stokan kapaciton supran flankon, pumprapidecon, ĉu ekzistanta pumpilo povas esti uzata ktp. Teknikaj rekomendoj devas baziĝi sur fluida kaj kemia kongruo, resta detekto, materiala kongruo, submara umbilika dezajno, kemia doza sistemo. kaj materialoj en la ĉirkaŭo de ĉi tiuj linioj.La kemiaĵo eble devos esti hidrato inhibiciita por malhelpi ŝtopadon de la injektolinio de gasinvado kaj la kemiaĵo ne devas frostigi dum transporto kaj stokado.En la ekzistantaj internaj gvidlinioj ekzistas kontrola listo de kiuj kemiaĵoj povas esti aplikitaj ĉe ĉiu punkto en la sistemo Fizikaj trajtoj kiel ekzemple viskozeco estas gravaj.La injektsistemo povas implici 3-50km distancon de umbilika submara flulinio kaj 1-3km malsupren en la puton.Tial, la temperaturstabileco ankaŭ estas grava.Taksado de kontraŭfluaj efikoj, ekz. en rafinejoj eble ankaŭ devas esti pripensita.
Subtruaj kemiaj injektaj sistemoj
Kosta profito
Kontinua injekto de skalinhibitoro subtruo por protekti la DHS Vor la produktadtubo eble koste efika kompare al elpremado de la puto kun skalinhibitoro.Ĉi tiu aplikaĵo reduktas la potencialon por formaciodamaĝo kompare kun skalpremotraktadoj, reduktas la potencialon por procezproblemoj post skalo premas kaj donas eblecon kontroli la kemian injektoftecon de la supraflanka injektosistemo.La injektsistemo ankaŭ povas esti uzita por injekti aliajn kemiaĵojn ade en la truon kaj povas tiel redukti aliajn defiojn kiuj povus okazi pli laŭflue la procezfabriko.
Ampleksa studo estis farita evoluigante fundtruan skalan strategion de la Oseberg S aŭ kampo.La plej grava maltrankvilo estis CaCO;skalo en la supra tubo kaj ebla DHSV-fiasko.La Oseberg S aŭ skaladministradstrategikonsideroj finis ke dum trijara periodo, DHCI estis la plej kostefika solvo en la putoj kie la kemiaj injektaj linioj funkciis.La ĉefa kostelemento koncerne la konkurantan teknikon de skalpremo estis la prokrastita oleo prefere ol la kemia/funkcia kosto.Por apliko de skalinhibitoro en gaslifto, la plej grava faktoro sur la kemia kosto estis la alta gasliftofteco kondukanta al alta SI-koncentriĝo, ĉar la koncentriĝo devis esti ekvilibra kun la gasliftofteco por eviti kemian pafilreĝon.Por la du putoj sur Oseberg S aŭ kiuj havis bonfunkciajn DHC I-liniojn, tiu opcio estis elektita por protekti la DHS V kontraŭ CaCO;grimpi.
Kontinua injekta sistemo kaj valvoj
Ekzistantaj kompletigaj solvoj uzantaj kontinuajn kemiajn injektajn sistemojn alfrontas defiojn por malhelpi ŝtopadon de la kapilaraj linioj.Tipe la injektsistemo konsistas el kapilara linio, 1/4" aŭ 3/8" ekstera diametro (OD), alkroĉita al surfaca dukto, nutrita tra-kaj ligita al la tubpendigilo sur la ringoforma flanko de la tubo.La kapilara linio estas fiksita al la ekstera diametro de la produktadtubo per specialaj tubaj kolumaj krampoj kaj kuras sur la ekstera flanko de la tubo la tutan vojon malsupren al la kemia injekta mandrilo.La mandrilo estas tradicie metita kontraŭflue de la DHS V aŭ pli profunde en la puton kun la intenco doni al la injektita kemiaĵo sufiĉan disperstempon kaj meti la kemiaĵon kie la defioj estas trovitaj.
Ĉe la kemia injektovalvo, Fig.2, malgranda kartoĉo ĉirkaŭ 1.5" en diametro enhavas la kontrolvalvojn kiuj malhelpas putborajn fluidojn eniri la kapilaran linion.Ĝi estas simple malgranda poppeto rajdanta sur risorto.La printempa forto starigas kaj antaŭdiras la premon necesan por malfermi la poppeton de la sigela sidloko.Kiam la kemiaĵo komencas flui, la poppo estas levita de sia sidloko kaj malfermas la kontrolvalvon.
Estas postulate instali du kontrolvalvojn.Unu valvo estas la primara bariero malhelpante la putkalibrolikvaĵojn enirado de la kapilara linio.Ĉi tio havas relative malaltan malferman premon (2-15 baroj). Se la hidrostatika premo ene de la kapilara linio estas malpli ol la putobora premo, la putoboraj fluidoj provos eniri la kapilaran linion.La alia kontrolklapo havas maltipan malferman premon de 130-250 stangoj kaj estas konata kiel la U-tuba preventa sistemo.Ĉi tiu valvo malhelpas la kemiaĵon ene de la kapilara linio libere flui en la putkalibron, se la hidrostatika premo ene de la kapilara linio estu pli granda ol la putopremo ĉe la kemia injekta punkto ene de la produktadtubo.
Aldone al la du kontrolvalvoj, ekzistas normale en-linia filtrilo, la celo de tio estas certigi ke neniu derompaĵo de ajna speco povus endanĝerigi la sigelkapablojn de la kontrolvalvaj sistemoj.
La grandecoj de la priskribitaj kontrolvalvoj estas sufiĉe malgrandaj, kaj pureco de la injektita likvaĵo estas esenca por ilia funkcia funkcieco.Estas kredite ke derompaĵoj en la sistemo povas esti flulavita for pliigante la flukvanton ene de la kapilara linio, tiel ke la kontrolvalvoj volonte malfermiĝas.
Kiam la kontrolklapo malfermiĝas, la fluanta premo rapide malpliiĝas kaj disvastiĝas supren laŭ la kapilara linio ĝis la premo denove pliiĝas.La kontrolvalvo tiam fermiĝos ĝis la fluo de kemiaĵoj konstruas sufiĉan premon por malfermi la valvon;la rezulto estas premaj osciladoj en la kontrolvalvsistemo.Ju pli alta malferma premo la kontrolvalva sistemo havas, des malpli fluareo estas establita kiam la kontrolvalvo malfermiĝas kaj la sistemo provas atingi ekvilibrajn kondiĉojn.
La kemiaj injektaj valvoj havas relative malaltan malferman premon;kaj se la tubpremo ĉe la kemia enirpunkto iĝos malpli ol la sumo de hidrostatika premo de kemiaĵoj ene de la kapilara linio kaj plie la kontrolklapo malferma premo, proksime de vakuo aŭ vakuo okazos en la supra parto de la kapilara linio.Kiam la injekto de kemiaĵo ĉesas aŭ la fluo de kemiaĵo estas malalta, proksime de vakukondiĉoj komencos okazi en la supra sekcio de la kapilara linio.
La nivelo de vakuo dependas de la putbora premo, specifa pezo de la injektita kemia miksaĵo uzita ene de la kapilara linio, la kontrolklapo malferma premo ĉe la injektopunkto kaj la flukvanto de la kemiaĵo ene de la kapilara linio.La putkondiĉoj varias dum la kampovivo kaj la potencialo por vakuo do ankaŭ varios kromlaboron.Gravas konscii pri ĉi tiu situacio por preni la ĝustan konsideron kaj antaŭzorgon antaŭ ol atendataj defioj okazas.
Kune kun malaltaj injektaj indicoj, tipe la solviloj uzitaj en ĉi tiuj specoj de aplikoj vaporiĝas kaŭzante efikojn kiuj ne estis plene esploritaj.Ĉi tiuj efikoj estas pafilo reĝo aŭ precipitaĵo de solidoj, ekzemple polimeroj, kiam la solvilo vaporiĝas.
Plue, galvanaj ĉeloj povas esti formitaj en la transirfazo inter la fluida surfaco de la kemiaĵo kaj la vaporo plenigita preskaŭ-vakua gasfazo supre.Ĉi tio povas konduki al loka pika korodo ene de la kapilara linio kiel rezulto de pliigita agresemo de la kemiaĵo sub ĉi tiuj kondiĉoj.Flokoj aŭ salkristaloj formitaj kiel filmo ene de la kapilara linio kiam ĝia interno sekiĝas povis bloki aŭ ŝtopi la kapilaran linion.
Nu bariera filozofio
Dum dizajnado de fortikaj putsolvoj, Statoil postulas ke la putsekureco estu en loko ĉiam dum la vivociklo de la puto.Tiel, Statoil postulas ke ekzistas du sendependaj putbarieroj sendifektaj.Fig. 3 montras maltipan putan barierskemon, kie la blua koloro reprezentas la primaran putan barierkoverton;en ĉi tiu kazo la produktadotubo.La ruĝa koloro reprezentas la sekundaran barierkoverton;la envolvaĵo.Sur la maldekstra flanko en la skizo la kemia injekto estas indikita kiel nigra linio kun injektopunkto al la produktadtubo en la areo markita ruĝa (sekundara bariero).Enkondukante kemiajn injektajn sistemojn en la puton, kaj la primaraj kaj sekundaraj putborbarieroj estas endanĝerigitaj.
Kazhistorio pri korodo
Sinsekvo de la eventoj
Subtrua kemia injekto de skalinhibitoro estis aplikita en naftejon funkciigitan fare de Statoil sur la Norvega Kontinenta Breto.En ĉi tiu kazo la skalinhibitoro aplikita estis origine kvalifikita por supra kaj submara apliko.Rekompletigo de la puto estis sekvita de instalado de DHCIpointat2446mMD, Fig.3.La subtrua injekto de la supra skalinhibitoro estis komencita sen plia testado de la kemiaĵo.
Post unu jaro da operacio elfluoj en la kemia injekta sistemo estis observitaj kaj esploroj komenciĝis.La elfluo havis malutilan efikon al la putbarieroj.Similaj okazaĵoj okazis por pluraj putoj kaj kelkaj el ili devis esti enfermitaj dum la enketo estis daŭranta.
La produktadtubo estis tirita kaj studita detale.La korodatako estis limigita al unu flanko de la tubo, kaj kelkaj tubjuntoj estis tiel koroditaj ke ekzistis fakte truoj tra ili.Ĉirkaŭ 8.5mm dika 3% kromŝtalo diseriĝis en malpli ol 8 monatoj.La ĉefkorodo okazis en la supra sekcio de la puto, de la putkapo malsupren ĝis ĉirkaŭ 380m MD, kaj la plej malbonaj koroditaj tubjuntoj estis trovitaj je proksimume 350m MD.Sub ĉi tiu profundo malgranda aŭ neniu korodo estis observita, sed multe da derompaĵoj estis trovitaj sur la tuboj OD.
La 9-5/8'' enfermaĵo ankaŭ estis tranĉita kaj tirita kaj similaj efikoj estis observitaj;kun korodo en la supra sekcio de la puto sur unu flanko nur.La induktita liko estis kaŭzita de krevado de la malfortigita sekcio de la enfermaĵo.
La materialo de la kemia injekta linio estis Alojo 825.
Kemia kvalifiko
Kemiaj trajtoj kaj korodtestado estas gravaj fokusoj en la kvalifiko de skalinhibitoroj kaj la fakta skalinhibitoro estis kvalifikita kaj uzita en supraflanko kaj submaraj aplikoj dum pluraj jaroj.La kialo de aplikado de la reala kemia subtruo estis plibonigita mediaj trajtoj anstataŭigante la ekzistantan subtruan kemiaĵon. Tamen, la skalinhibitoro estis nur uzita ĉe ĉirkaŭaj supraj kaj marfundaj temperaturoj (4-20 ℃).Se injektite en la puton, la temperaturo de la kemiaĵo povus esti same alta kiel 90 ℃, sed neniu plua testado estis farita ĉe ĉi tiu temperaturo.
Komencaj provoj pri korodeco estis faritaj de la kemia provizanto kaj la rezultoj montris 2-4 mm/jare por karbona ŝtalo ĉe alta temperaturo.Dum ĉi tiu fazo estis minimuma implikiĝo de la materiala teknika kompetenteco de la funkciigisto.Novaj testoj poste estis faritaj fare de la funkciigisto montrante ke la skalinhibitoro estis tre koroda por la materialoj en la produktadtubo kaj produktadenfermaĵo, kun korodotarifoj superantaj 70mm/jaro.La kemia injekta linio materialo Alojo 825 ne estis testita kontraŭ la skalinhibitoro antaŭ injekto.La puttemperaturo povas atingi 90 ℃ kaj taŭgaj provoj devus esti faritaj sub ĉi tiuj kondiĉoj.
La esploro ankaŭ malkaŝis, ke la skalinhibitoro kiel koncentrita solvaĵo raportis pH <3.0.Tamen, la pH ne estis mezurita.Poste la mezurita pH montris tre malaltan valoron de pH 0-1.Tio ilustras la bezonon de mezuradoj kaj materialaj konsideroj aldone al antaŭfiksitaj pH-valoroj.
Interpreto de la rezultoj
La injektlinio (Fig.3) estas konstruita por doni hidrostatikan premon de la skalinhibitoro kiu superas premon en puto ĉe la injektpunkto.La inhibitoro estas injektita je pli alta premo ol ekzistas en la puttruo.Tio rezultigas U-tuban efikon ĉe fermo de la puto.La valvo ĉiam malfermos kun pli alta premo en la injektlinio ol en la puto.Vakuo aŭ vaporiĝo en la injekta linio povas do okazi.La korodofteco kaj risko de truado estas plej grandaj en la gaso/likva transirzono pro vaporiĝo de la solvilo.Laboratoriaj eksperimentoj faritaj sur kuponoj konfirmis ĉi tiun teorion.En la putoj kie elfluo estis spertita, ĉiuj truoj en la injektaj linioj situis en la supra parto de la kemia injekta linio.
Fig. 4 montras fotadon de la DHC I-linio kun signifa trudkorodo.La korodo vidita sur la ekstera produktadtubo indikis lokan malkovron de skalinhibitoro de la interbatala elfluadpunkto.La elfluo estis kaŭzita de truado de korodo de tre koroda kemiaĵo kaj elfluado tra la kemia injektolinio en la produktan enfermaĵon.La skalinhibitoro estis ŝprucita de la pikita kapilara linio al enfermaĵo kaj tubo kaj likoj okazis.Ajnaj sekundaraj sekvoj de likoj en la injektlinio ne estis pripensitaj.Oni konkludis, ke la envolvaĵo-kaj tubo-korodo estis rezulto de koncentritaj skalinhibitoroj preĝis de la kapilara linio al la envolvaĵo kaj tubo, Fig.5.
En ĉi tiu kazo estis manko de implikiĝo de materialaj kompetentaj inĝenieroj.Koroseveco de la kemiaĵo sur la DHCI-linio ne estis testita kaj la sekundaraj efikoj pro elfluado ne estis analizitaj;kiel ekzemple ĉu la ĉirkaŭaj materialoj povus toleri kemian eksponiĝon.
Kazhistorio de la kemia-pafila reĝo
Sinsekvo de la eventoj
La skalpreventstrategio por HP HT-kampo estis kontinua injekto de skalinhibitoro kontraŭflue la subtrua sekurecvalvo.Severa kalcia karbonata skalpotencialo estis identigita en la puto.Unu el la defioj estis alta temperaturo kaj alta gaso kaj kondensaĵproduktadprocentoj kombinitaj kun malalta akvoproduktadrapideco.La zorgo per injekto de skalinhibitoro estis ke la solvilo estus nudigita de la alta gasproduktadrapideco kaj pafilreĝo de la kemiaĵo okazus ĉe la injektpunkto kontraŭflue de la sekurecvalvo en la puto, Fig.1.
Dum taŭgeco de la skalinhibitoro la fokuso estis sur la efikeco de la produkto ĉe HP HT-kondiĉoj inkluzive de konduto en la supraĵa procezsistemo (malalta temperaturo).Precipitaĵo de la skalinhibitoro mem en la produktadtubo pro la alta gaskurzo estis la ĉefzorgo.Laboratoriotestoj montris, ke skalinhibitoro povus precipiti kaj adheri al la tubmuro.Funkciado de la sekureca valvo povus do venki riskon.
La sperto montris, ke post kelkaj semajnoj da funkciado la kemia linio likas.Estis eble monitori putborpremon ĉe la surfacmezurilo instalita en la kapilara linio.La linio estis izolita por akiri bone integrecon.
La kemia injekta linio estis eltirita el la puto, malfermita kaj inspektita por diagnozi la problemon kaj trovi eblajn kialojn de fiasko.Kiel videblas en Fig.6, signifa kvanto da precipitaĵo estis trovita kaj kemia analizo montris, ke iuj el ĉi tio estis la skalo-inhibito.La precipitaĵo situis ĉe la sigelo kaj la poppeto kaj la valvo ne povis esti funkciigitaj.
La valvfiasko estis kaŭzita de derompaĵoj ene de la valvsistemo malhelpante la kontrolvalvojn manĝante sur la metalo al metalsidloko.La derompaĵoj estis ekzamenitaj kaj la ĉefaj partikloj pruvitaj esti metalflankoj, verŝajne produktitaj dum la instalprocezo de la kapilara linio.Krome, kelkaj blankaj derompaĵoj estis identigitaj sur ambaŭ kontrolvalvoj precipe sur la malantaŭo de la valvoj.Ĉi tiu estas la malaltprema flanko, t.e. la flanko ĉiam estus en kontakto kun la putoboraj fluidoj.Komence, tio verŝajne estis derompaĵoj de la produktadputkalibro ĉar la valvoj estis blokitaj malfermaj kaj eksponitaj al putkalibrolikvaĵoj.Sed ekzameno la derompaĵoj pruvis esti polimeroj kun simila kemio kiel la kemiaĵo utiligita kiel skalinhibitoro.Ĉi tio kaptis nian intereson kaj Statoil volis esplori la kialojn malantaŭ ĉi tiuj polimeraj derompaĵoj ĉeestantaj en la kapilara linio.
Kemia kvalifiko
En HP HT-kampo ekzistas multaj defioj kun respekto al la elekto de taŭgaj kemiaĵoj por mildigi la diversajn produktadproblemojn.En la kvalifiko de la skalinhibitoro por kontinua injekto subtruo, la sekvaj provoj estis faritaj:
● Produkta stabileco
● Termika maljuniĝo
● Dinamikaj agado-testoj
● Kongrueco kun formacia akvo kaj hidrata inhibilo (MEG)
● Senmova kaj dinamika pafilo-reĝo-testo
● Re-dissolva informo akvo, freŝa kemiaĵo kaj MEG
La kemiaĵo estos injektita kun antaŭfiksita doza rapideco,sed akvoproduktado ne nepre estos konstanta,t.e. akvoslug.Inter la akvaj limakoj,kiam la kemiaĵo eniras la puttruon,ĝin renkontos varmego,rapide fluanta fluo de hidrokarbona gaso.Ĉi tio similas al injektado de skalinhibitoro en gaslifta aplikaĵo (Fleming et al.2003). Kune kun
la alta gasa temperaturo,la risko de solventa nudigado estas ekstreme alta kaj pafilo-reĝo povas kaŭzi blokadon de la injektvalvo.Ĉi tio estas risko eĉ por kemiaĵoj formulitaj kun alta bolpunkto/malalta vaporpremo-solviloj kaj aliaj Vaporpremaj depresantoj (VPD-oj). En la okazaĵo de parta blokado.,fluo de formacia akvo,MEG kaj/aŭ freŝa kemiaĵo devas povi forigi aŭ re-solvi la senakvigitan aŭ gunked eksteren kemiaĵon.
En tiu kazo nova laboratoria testplatformo estis dizajnita por reprodukti fluajn kondiĉojn proksime de la injekthavenoj ĉe HP/HTg kiel produktadsistemo.La rezultoj de la dinamikaj gun-reĝo-testoj pruvas, ke sub la proponitaj aplikaj kondiĉoj signifa solva perdo estis registrita.Ĉi tio povus konduki al rapida pafilreĝo kaj eventuala blokado de la flulinioj.La laboro do pruvis, ke relative signifa risko ekzistis por kontinua kemia injekto en ĉi tiuj putoj antaŭ akvoproduktado kaj kondukis al la decido alĝustigi normalajn startprocedurojn por ĉi tiu kampo, prokrastante kemian injekton ĝis akva trarompo estis detektita.
La kvalifiko de skalinhibitoro por kontinua injekto subtruo havis altan fokuson sur solventa nudigado kaj pafilreĝo de la skalinhibitoro ĉe la injektopunkto kaj en la flulinio sed la potencialo por pafilreĝo en la injektvalvo mem ne estis analizita.La injektvalvo verŝajne malsukcesis pro signifa solventa perdo kaj rapida pafilreĝo,Fig.6.La rezultoj montras, ke gravas havi tutecan vidon de la sistemo;ne nur koncentriĝi pri la produktado-defioj,sed ankaŭ defioj rilataj al injekto de la kemiaĵo,te injekto valvo.
Sperto de aliaj kampoj
Unu el la fruaj raportoj pri problemoj kun longdistancaj kemiaj injektaj linioj estis de la Gull fak sandVig dis satelitkampoj (Osa etl.2001). La submaraj injektaj linioj estis blokitaj de hidratformado ene de la linio pro invado de gaso de la produktitaj fluidoj. en la linion per la injektvalvo.Novaj gvidlinioj por evoluo de submaraj produktadkemiaĵoj estis evoluigitaj.La postuloj inkludis partikloforigon (filtrado) kaj aldonon de hidratinhibitoro (ekz. glikolo) al ĉiuj akvobazitaj skalinhibitoroj por esti injektitaj ĉe la submaraj ŝablonoj.Kemia stabileco,viskozeco kaj kongrueco (likvaĵo kaj materialoj) ankaŭ estis pripensitaj.Tiuj postuloj estis prenitaj plu en la Statoil-sistemon kaj inkludas subtruan kemian injekton.
Dum la evolufazo de la Oseberg S aŭ kampo estis decidite ke ĉiuj putoj devus esti kompletigitaj kun DHC I-sistemoj (Fleming et al. 2006). La celo estis malhelpi CaCO.;skalado en la supra tubo per SI-injekto.Unu el la plej gravaj defioj kun respekto al la kemiaj injektlinioj realigis komunikadon inter la surfaco kaj la subtrua ellasejo.La interna diametro de la kemia injekta linio mallarĝiĝis de 7 mm ĝis 0,7 mm (ID) ĉirkaŭ la ringa sekureca valvo pro spaclimigoj kaj la kapablo de la likvaĵo por esti transportita tra ĉi tiu sekcio influis la sukcesprocenton.Pluraj platformputoj havis kemiajn injektajn liniojn kiuj estis ŝtopitaj,sed la kialo ne estis komprenita.Trajnoj de diversaj fluidoj (glikolo,kruda,kondensita,xileno,skalo inhibitoro,akvo ktp.) estis laboratorio testitaj pri viskozeco kaj kongrueco kaj pumpitaj antaŭen kaj en inversa fluo por malfermi la liniojn.;tamen,la celskalinhibitoro ne povus esti pumpita la tutan vojon malsupren al la kemia injektovalvo.Plue,komplikaĵoj estis viditaj kun precipitaĵo de la fosfonata skalinhibitoro kune kun resta CaCl z kompletigo sala akvo en unu puto kaj pafilreĝo de la skalinhibitoro ene de puto kun alta gasoleoproporcio kaj malalta akvotranĉo (Fleming etl.2006)
Lecionoj lernitaj
Disvolviĝo de testmetodo
La ĉefaj lecionoj lernitaj de la fiasko de DHC I-sistemoj estis kun respekto al teknika efikeco de la skalinhibitoro kaj ne kun respekto al la funkcieco kaj kemia injekto.Supra injekto kaj submara injekto funkciis bone kromlabore;tamen,la aplikaĵo estis etendita al subtrua kemia injekto sen responda ĝisdatigo de la kemiaj kvalifikaj metodoj.La sperto de Statoil de la du kampokazoj prezentitaj estas ke la reganta dokumentaro aŭ gvidlinioj por kemia taŭgeco devas esti ĝisdatigitaj por inkludi ĉi tiun specon de kemia apliko.La ĉefaj du defioj estis identigitaj kiel i) vakuo en la kemia injektlinio kaj ii) ebla precipitaĵo de la kemiaĵo.
Vaporiĝo de la kemiaĵo povas okazi sur la produktadtubo (kiel vidite en la pafilo-reĝokazo) kaj en la injektotubo (pasema interfaco estis identigita en la vakukazo) ekzistas risko ke tiuj precipitaĵoj eble estos movitaj kun la fluo kaj en la injektvalvon kaj plu en la puton.La injektvalvo ofte estas dizajnita kun filtrilo kontraŭflue de la injektpunkto,ĉi tio estas defio,kiel en la kazo de precipitaĵo tiu filtrilo povus esti ŝtopita kaŭzante la valvon malsukcesi.
La observoj kaj antaŭkonkludoj el la lernitaj lecionoj rezultigis ampleksan laboratorian studon pri la fenomenoj.La totala celo estis evoluigi novajn taŭgecmetodojn por eviti similajn problemojn en la estonteco.En ĉi tiu studo diversaj testoj estis faritaj kaj pluraj laboratoriaj metodoj estis desegnitaj (ellaboritaj en ordo) por ekzameni kemiaĵojn kun respekto al la identigitaj defioj.
● Filtrilaj blokadoj kaj produkta stabileco en fermitaj sistemoj.
● La efiko de parta solventa perdo sur la korodeco de la kemiaĵoj.
● La efiko de parta solventa perdo ene de kapilaro sur la formado de solidoj aŭ viskozaj ŝtopiloj.
Dum la testoj de la laboratoriometodoj pluraj eblaj problemoj estis identigitaj
● Ripetaj filtrilaj blokadoj kaj malbona stabileco.
● Formado de solidoj post parta vaporiĝo de kapilaro
● PH-ŝanĝoj pro solva perdo.
La naturo de la testoj faritaj ankaŭ disponigis kromajn informojn kaj scion rilate al ŝanĝoj en la fizikaj trajtoj de kemiaĵoj ene de kapilaroj kiam submetitaj al certaj kondiĉoj.,kaj kiel tio diferencas de pograndaj solvoj submetitaj al similaj kondiĉoj.La testlaboro ankaŭ identigis konsiderindajn diferencojn inter la groca likvaĵo,vaporfazoj kaj restaj fluidoj kiuj povas konduki al aŭ pliigita potencialo por precipitaĵo kaj/aŭ pliigita korodeco.
La testa proceduro por korodeco de la skalinhibitoroj estis evoluigita kaj inkluzivita en la reganta dokumentaro.Por ĉiu aplikiĝo, plilongigita korodectestado devis esti farita antaŭ ol injekto de skalinhibitoro povas esti efektivigita.Gun king testoj de la kemiaĵo en la injektlinio ankaŭ estis faritaj.
Antaŭ komenci kvalifikon de kemiaĵo gravas krei laborkampon, kiu priskribas la defiojn kaj la celon de la kemiaĵo.En la komenca fazo estas grave identigi la ĉefajn defiojn por povi elekti la specojn de kemiaĵo(j) kiuj solvos la problemon.Resumo de la plej gravaj akceptkriterioj troveblas en Tabelo 2.
Kvalifiko de kemiaĵoj
Kvalifiko de kemiaĵoj konsistas el kaj testado kaj teoria taksado por ĉiu aplikaĵo.Teknikaj specifoj kaj testaj kriterioj devas esti difinitaj kaj establitaj,ekzemple ene de HSE,materiala kongruo,produkta stabileco kaj produktokvalito (partikloj).Plue,la frostpunkto,viskozeco kaj kongruo kun aliaj kemiaĵoj,hidratinhibitoro,formacia akvo kaj la produktita fluido devas esti determinitaj.Simpligita listo de testaj metodoj kiuj eble estas uzataj por kvalifiko de kemiaĵoj estas donita en Tabelo 2.
Daŭra fokuso kaj monitorado de la teknika efikeco,dozaj indicoj kaj HSE-faktoj estas gravaj.La postuloj de produkto povas ŝanĝi kampon aŭ procezplantan vivdaŭron;varias laŭ produktadritmoj same kiel fluida konsisto.Sekva agado kun taksado de agado,Optimumigo kaj/aŭ testado de novaj kemiaĵoj devas esti faritaj ofte por certigi la optimuman kuracprogramon.
Depende de la oleo-kvalito,akvoproduktado kaj teknikaj defioj ĉe la enmara produktadfabriko,la uzo de produktaj kemiaĵoj eble necesas por atingi eksportkvaliton,reguligaj postuloj,kaj funkciigi la enmaran instalaĵon en sekura maniero.Ĉiuj kampoj havas malsamajn defiojn, kaj la produktadkemiaĵoj bezonataj varias de kampo al kampo kaj kromlaboro.
Gravas koncentriĝi pri teknika efikeco de produktadkemiaĵoj en kvalifika programo,sed ankaŭ estas tre grave koncentriĝi pri la propraĵoj de la kemiaĵo,kiel stabileco,produkta kvalito kaj kongruo.Kongrueco en ĉi tiu agordo signifas kongruon kun la fluidoj,materialoj kaj aliaj produktaj kemiaĵoj.Ĉi tio povas esti defio.Ne estas dezirinde uzi kemiaĵon por solvi problemon por poste malkovri ke la kemiaĵo kontribuas aŭ kreas novajn defiojn.Eble la propraĵoj de la kemiaĵo kaj ne la teknika defio estas la plej granda defio.
Specialaj postuloj
Specialaj postuloj pri filtrado de liveritaj produktoj devas esti aplikataj por la submara sistemo kaj por kontinua injekto subtruo.Filtriloj kaj filtriloj en la kemia injektsistemo devus esti disponigitaj surbaze de la specifo sur la kontraŭflua ekipaĵo de la supraflanka injektsistemo.,pumpiloj kaj injektaj valvoj,al la subtruaj injektvalvoj.Kie subtrua kontinua injekto de kemiaĵoj estas aplikata la specifo en la kemia injektsistemo devus esti bazita sur la specifo kun la plej alta kritiko.Ĉi tio eble la filtrilo ĉe la injekta valvo subtruo.
Injektaj defioj
La injektsistemo povas implici 3-50km distancon de umbilika submara flulinio kaj 1-3km malsupren en la puton.Fizikaj trajtoj kiel ekzemple viskozeco kaj la kapablo pumpi la kemiaĵojn estas gravaj.Se la viskozeco ĉe marfundtemperaturo estas tro alta povas esti defio pumpi la kemiaĵon tra la kemia injektlinio en la submara umbiliko kaj al la submara injektopunkto aŭ en la puto.La viskozeco devus esti laŭ sistema specifo ĉe atendata stokado aŭ funkcia temperaturo.Ĉi tio devus esti taksita en ĉiu kazo,kaj estos sistemo dependa.Ĉar tablo-kemia injektorapideco estas faktoro al sukceso en kemia injekto.Por minimumigi la riskon de ŝtopado de la kemia injekta linio,la kemiaĵoj en ĉi tiu sistemo devus esti hidratoj inhibiciitaj (se potencialo por hidratoj).Kongrueco kun fluidoj ĉeestantaj en la sistemo (konserva fluido) kaj la hidratinhibitoro devas esti farita.Stabilectestoj de la kemiaĵo ĉe faktaj temperaturoj (plej malsupra ebla ĉirkaŭa temperaturo,ĉirkaŭa temperaturo,submara temperaturo,injekta temperaturo) devas esti preterpasita.
Programo por lavi la kemiajn injektajn liniojn je donita frekvenco ankaŭ devas esti pripensita.Povas doni preventan efikon regule flulavi la kemian injektan linion per solvilo,glikolo aŭ purigadkemiaĵo por forigi eblajn kuŝejojn antaŭ ol ĝi estas akumulita kaj povas kaŭzi ŝtopadon de la linio.La elektita kemia solvo de lava fluidaĵo devas estikongrua kun la kemiaĵo en la injekta linio.
En kelkaj kazoj la kemia injektolinio estas uzita por pluraj kemiaj aplikoj bazitaj sur malsamaj defioj dum kampvivdaŭro kaj fluidaj kondiĉoj.En la komenca produktadfazo antaŭ akva trarompo la ĉefaj defioj povas esti diferencaj de tiuj en malfrua vivdaŭro ofte rilataj al pliigita akvoproduktado.Ŝanĝi de ne-akva solvilo bazita inhibitoro kiel ekzemple asfalta ene inhibitoro al akvobazita kemiaĵo kiel ekzemple skalinhibitoro povas doni defiojn kun kongruo.Estas do grave koncentriĝi pri kongruo kaj kvalifiko kaj uzokutimoj de interspaciloj kiam estas planita ŝanĝi kemiaĵon en la kemia injektolinio.
Materialoj
Pri materiala kongruo,ĉiuj kemiaĵoj devus esti kongruaj kun fokoj,elastomeroj,gasketoj kaj konstrumaterialoj uzataj en la kemia injekta sistemo kaj la produktadfabriko.Proceduro por korodeco de kemiaĵoj (ekz. acida skalinhibitoro) por kontinua injekto subtruo devus esti evoluigita.Por ĉiu aplikaĵo, etenda testo de korodeco devas esti farita antaŭ ol injekto de kemiaĵoj povas esti efektivigita.
Diskuto
La avantaĝoj kaj malavantaĝoj de kontinua subtrua kemia injekto devas esti taksitaj.Kontinua injekto de skalinhibitoro por protekti la DHS Vor la produktadotubo estas eleganta metodo por protekti la puton de skalo.Kiel menciite en ĉi tiu papero ekzistas pluraj defioj kun kontinua subtrua kemia injekto,tamen por redukti la riskon gravas kompreni la fenomenojn ligitajn al la solvo.
Unu maniero redukti la riskon estas koncentriĝi pri testmetoda evoluo.Kompare kun supra aŭ submara kemia injekto ekzistas malsamaj kaj pli severaj kondiĉoj sube en la puto.La kvalifika proceduro por kemiaĵoj por kontinua injekto de kemiaĵoj subtruo devas konsideri ĉi tiujn ŝanĝojn en kondiĉoj.La kvalifiko de la kemiaĵoj devas esti farita laŭ la materialo kun kiu la kemiaĵoj povus kontakti.La postuloj por kongrueckvalifiko kaj testado ĉe kondiĉoj, kiuj reproduktas kiel eble plej proksime la diversajn bone vivciklokondiĉojn, sub kiuj ĉi tiuj sistemoj funkcios, devas esti ĝisdatigitaj kaj efektivigitaj.La testmetoda evoluo devas esti evoluigita plu al pli realismaj kaj reprezentaj testoj.
Krome,la interago inter la kemiaĵoj kaj la ekipaĵo estas esenca por sukceso.Disvolviĝo de la injektaj kemiaj valvoj devas konsideri la kemiajn ecojn kaj la lokon de la injekta valvo en la puto.Oni devas konsideri inkluzivi realajn injektajn valvojn kiel parton de la testa ekipaĵo kaj efektivigi rendimentan testadon de la skal-inhibito kaj valva dezajno kiel parto de la kvalifika programo.Kvalifiki skalinhibintojn,la ĉefa fokuso antaŭe estis sur la procezdefioj kaj skalinhibicio,sed bona skala inhibicio dependas de stabila kaj kontinua injekto.Sen stabila kaj kontinua injekto la potencialo por skalo pliiĝos.Se la skal-inhibitorinjektovalvo estas malpura kaj ekzistas neniu skalinhibito-injekto en la fluidan fluon,la puto kaj sekurvalvoj ne estas protektitaj kontraŭ skalo kaj tial sekura produktado povus esti endanĝerigita.La kvalifika proceduro devas prizorgi la defiojn ligitajn al la injekto de la skalinhibitoro aldone al la procezaj defioj kaj la efikeco de la kvalifikita skalinhibitoro.
La nova aliro implikas plurajn disciplinojn kaj kunlaboro inter la disciplinoj kaj respektivaj respondecoj devas esti klarigitaj.En ĉi tiu aplikaĵo la supra proceza sistemo,submaraj ŝablonoj kaj putodezajno kaj kompletigoj estas implikitaj.Plurdisciplinaj retoj fokusantaj pri evoluigado de fortikaj solvoj por kemiaj injektaj sistemoj estas gravaj kaj eble la vojo al sukceso.Komunikado inter la diversaj disciplinoj estas kritika;precipe proksima komunikado inter la kemiistoj kiuj havas kontrolon de la kemiaĵoj aplikitaj kaj la putinĝenieroj kiuj havas kontrolon de la ekipaĵo uzita en la puto estas grava.Kompreni la defiojn de la malsamaj disciplinoj kaj lerni unu de la alia estas esenca por kompreni la kompleksecon de la tuta procezo.
Konkludo
● Kontinua injekto de skal-inhibitoro por protekti la DHS Vor la produktadtubo estas eleganta metodo por protekti la puton por skalo.
● Solvi la identigitajn defiojn,sekvaj rekomendoj estas：
● Diligenta DHCI-kvalifika proceduro devas esti farita.
● Kvalifika metodo por kemiaj injektaj valvoj
● Testaj kaj kvalifikaj metodoj por kemia funkcieco
● Disvolviĝo de metodo
● Rilata materiala testado
● La multfaka interago kie komunikado inter la diversaj disciplinoj engaĝitaj estas kerna por sukceso.
Dankon
La aŭtoro deziras danki Statoil AS A pro permeso publikigi ĉi tiun verkon kaj Baker Hughes kaj Schlumberger por permesi uzon de la bildo en Fig.2.
Nomenklaturo
(Ba/Sr)SO4=bario/stroncia sulfato
CaCO3=kalcia karbonato
DHCI = subtrua kemia injekto
DHSV=subtrua sekureca valvo
ekz=ekzemple
GOR=proporcio de benzino
HSE=sansekureca medio
HPHT=alta premo alta temperaturo
ID=interna diametro
te=tio estas
km=kilometroj
mm=milimetro
MEG=monoetilenglikolo
mMD=mezurilo mezurita profundo
OD = ekstera diametro
SI=skala inhibitoro
mTV D=metra tuta vertikala profundo
U-tubo=U-forma tubo
VPD = vaporprempremanto
Figuro 1. Superrigardo de la submaraj kaj subtruaj kemiaj injektaj sistemoj en maltipa kampo.Skizo de kemia injekto kontraŭflua DHSV kaj la rilataj atendataj defioj.DHS V=subtrua sekurvalvo, PWV=proceza flugilvalvo kaj PM V=proceza majstra valvo.
Figuro 2. Skizo de maltipa subtrua kemia injekta sistemo kun la mandrilo kaj valvo.La sistemo estas alkroĉita al la surfacdukto, nutrita tra-kaj ligita al la tubpendigilo sur la ringoforma flanko de la tubo.La kemia injekta mandrilo estas tradicie metita profunde en la puton kun intenco doni kemian protekton.
Figuro 3. Tipa putbariera skemo,kie la blua koloro reprezentas la primaran putan barierkoverton;en ĉi tiu kazo la produktadotubo.La ruĝa koloro reprezentas la sekundaran barierkoverton;la envolvaĵo.Sur la maldekstra flanko estas indikita la kemia injekto, nigra linio kun injekta punkto al la produktadtubo en la areo markita ruĝa (sekundara baro).
Figuro 4. Pikita truo trovita en la supra sekcio de la 3/8” injekta linio.La areo estas montrita en la skizo de maltipa putbariera skemo, markita kun oranĝa elipso.
Figuro 5. Severa koroda atako sur la 7" 3% Chrome-tubo.La figuro montras la korodan atakon post skalo-inhibitoro ŝprucita de la fosita kemia injekta linio al la produktadtubo.
Figuro 6. Derompaĵoj trovitaj en la kemia injekta valvo.La derompaĵoj ĉi-kaze estis metalaj razadoj verŝajne de la instalaĵprocezo krom kelkaj blankecaj derompaĵoj.Ekzameno de la blankaj derompaĵoj pruvis esti polimeroj kun simila kemio kiel la kemiaĵo injektita.
Afiŝtempo: Apr-27-2022