Liy piki chimik Downhole-Poukisa yo echwe?Eksperyans, defi ak aplikasyon nouvo metòd tès yo
Copyright 2012, Sosyete Enjenyè Petwòl
Résumé
Statoil ap opere plizyè jaden kote downhole kontinyèl piki inibitè echèl aplike.Objektif la se pwoteje tib anwo a ak valv sekirite soti nan (Ba/Sr) SO4orCaCO;echèl, nan ka kote peze echèl petèt difisil ak koute chè pou fè sou yon baz regilye, egzanp mare nan jaden anba lanmè.
Piki kontinyèl nan twou inibitè echèl se yon solisyon teknikman apwopriye pou pwoteje tib anwo a ak valv sekirite nan pwi ki gen potansyèl dekale pi wo a anbalaj pwodiksyon an;espesyalman nan pwi ki pa bezwen prese sou yon baz regilye akòz dekale potansyèl nan zòn nan pi tou pre.
Konsepsyon, opere ak kenbe liy piki chimik yo mande plis konsantre sou seleksyon materyèl, kalifikasyon chimik ak siveyans.Presyon, tanperati, koule-rejim ak jeyometri nan sistèm nan ka prezante defi nan operasyon an sekirite.Yo te idantifye defi nan liy piki long plizyè kilomèt soti nan etablisman pwodiksyon an nan modèl la subsea ak nan tiyo yo piki desann nan pwi yo.
Eksperyans jaden ki montre konpleksite nan sistèm piki kontinyèl downhole konsènan pwoblèm presipitasyon ak korozyon yo diskite.Etid laboratwa ak aplikasyon nouvo metòd pou kalifikasyon chimik yon reprezante.Bezwen aksyon miltidisiplinè yo adrese.
Entwodiksyon
Statoil ap opere plizyè jaden kote downhole piki kontinyèl nan pwodwi chimik yo te aplike.Sa a sitou enplike nan piki inibitè echèl (SI) kote objektif la se pwoteje tib anwo a ak tiyo sekirite downhole (DHSV) soti nan (Ba/Sr) SO4orCaCO;echèl.Nan kèk ka emulsyon brekè se sou fòm piki downhole yo kòmanse pwosesis la separasyon osi fon nan pi a ke posib nan yon tanperati relativman wo.
Piki kontinyèl nan twou inibitè echèl se yon solisyon teknikman apwopriye pou pwoteje pati anwo pwi yo ki gen potansyèl dekale pi wo a anbalaj pwodiksyon an.Piki kontinyèl ta ka rekòmande espesyalman nan pwi ki pa bezwen peze paske nan potansyèl dekale ki ba nan twou a tou pre;oswa nan ka kote peze echèl petèt difisil ak koute chè pou fè sou yon baz regilye, egzanp mare nan jaden anba lanmè.
Statoil gen eksperyans pwolonje sou piki chimik kontinyèl nan sistèm tèt yo ak modèl subsea men nouvo defi a se pran pwen piki a pi byen fon nan pi a.Konsepsyon, opere ak kenbe liy piki chimik yo mande plis konsantre sou plizyè sijè;tankou seleksyon materyèl, kalifikasyon chimik ak siveyans.Presyon, tanperati, koule-rejim ak jeyometri nan sistèm nan ka prezante defi nan operasyon an sekirite.Yo te idantifye defi nan liy piki long (plizyè kilomèt) soti nan etablisman pwodiksyon an nan modèl la subsea ak nan tiyo yo piki desann nan pwi yo;Fig.1.Gen kèk nan sistèm piki yo te travay selon plan, pandan ke lòt yo te echwe pou plizyè rezon.Plizyè nouvo devlopman jaden yo planifye pou piki chimik nan twou a (DHCI);sepandan;nan kèk ka ekipman an pa te konplètman kalifye ankò.
Aplikasyon DHCI se yon travay konplèks.Li enplike nan fini ak desen byen, byen chimi, sistèm tèt ak sistèm nan dòz chimik nan pwosesis la tèt.Yo pral ponpe pwodui chimik la soti nan tèt atravè liy piki chimik la nan ekipman fini an epi desann nan pi a.Pakonsekan, nan planifikasyon ak ekzekisyon sa a kalite pwojè koperasyon ant plizyè disiplin enpòtan anpil.Konsiderasyon divès kalite yo dwe evalye ak bon kominikasyon pandan konsepsyon an enpòtan.Enjenyè pwosesis, enjenyè subsea ak enjenyè fini yo patisipe, fè fas ak sijè yo nan chimi byen, seleksyon materyèl, asirans koule ak jesyon pwodui chimik pwodiksyon.Defi yo ka chimik zam wa oswa estabilite tanperati, korozyon ak nan kèk ka yon efè vakyòm akòz presyon lokal yo ak efè koule nan liy lan piki chimik.Anplis de sa yo, kondisyon tankou presyon ki wo, tanperati ki wo, to gaz segondè, gwo potansyèl dekale,long distans lonbrit ak gwo twou san fon piki pwen nan pi a, bay diferan defi teknik ak kondisyon nan pwodui chimik la sou fòm piki ak nan valv la piki.
Yon apèsi sou sistèm DHCI yo enstale nan operasyon Statoil montre ke eksperyans nan pa toujou gen siksè Tablo 1. Sepandan, planifikasyon pou amelyorasyon nan konsepsyon piki a, kalifikasyon chimik, operasyon ak antretyen yo ap antreprann.Defi yo varye de jaden an jaden, ak pwoblèm nan se pa nesesèman ke valv la piki chimik tèt li pa ap travay.
Pandan dènye ane yo, plizyè defi konsènan liy piki chimik nan twou yo te fè eksperyans.Nan papye sa a, yo bay kèk egzanp nan eksperyans sa yo.Papye a diskite sou defi ak mezi yo pran pou rezoud pwoblèm ki gen rapò ak liy DHCI yo.Yo bay de istwa ka;youn sou korozyon ak youn sou wa zam chimik.Eksperyans jaden ki montre konpleksite nan sistèm piki kontinyèl downhole konsènan pwoblèm presipitasyon ak korozyon yo diskite.
Etid laboratwa ak aplikasyon nouvo metòd pou kalifikasyon chimik yo konsidere tou;ki jan yo ponpe pwodui chimik la, dekale potansyèl ak prevansyon, aplikasyon ekipman konplèks ak ki jan pwodui chimik la pral afekte sistèm nan tèt lè pwodui chimik la tounen.Aksepte kritè pou aplikasyon chimik enplike pwoblèm anviwònman an, efikasite, kapasite depo tèt, to ponp, si ponp ki deja egziste yo ka itilize elatriye. Rekòmandasyon teknik yo dwe baze sou konpatibilite likid ak chimi, deteksyon rezidyèl, konpatibilite materyèl, konsepsyon lonbrit subsea, sistèm dòz chimik. ak materyèl ki nan anviwonman liy sa yo.Pwodui chimik la ta ka bezwen idrat inibit pou anpeche rakorde liy piki a soti nan envazyon gaz ak pwodui chimik la pa dwe friz pandan transpò ak depo.Nan direktiv ki egziste deja entèn yo gen yon lis verifikasyon ki pwodwi chimik yo ka aplike nan chak pwen nan sistèm nan Pwopriyete fizik tankou viskozite yo enpòtan.Sistèm piki a ka vle di 3-50km distans liy koule lonbrit anba lanmè ak 1-3km desann nan pi a.Pakonsekan, estabilite tanperati a enpòtan tou.Evalyasyon efè en, pa egzanp, nan raffineries ka gen pou konsidere tou.
Sistèm piki chimik downhole
Pri benefis
Piki kontinyèl nan twou echèl inhibitor pou pwoteje DHS Vor tib pwodiksyon an petèt pri efikas konpare ak peze pi a ak inibitè echèl la.Aplikasyon sa a diminye potansyèl pou domaj fòmasyon konpare ak tretman echèl peze, diminye potansyèl pou pwoblèm pwosesis apre yon echèl peze epi li bay yon posibilite pou kontwole pousantaj piki chimik ki soti nan sistèm piki tèt la.Sistèm piki a ka itilize tou pou enjekte lòt pwodwi chimik yo kontinyèlman anba twou epi li ka diminye lòt defi ki ka rive pi lwen en plant pwosesis la.
Yo te fè yon etid konplè pou devlope yon estrateji echèl twou nan Oseberg S oswa jaden.Enkyetid nan pi gwo echèl te CaCO;dekale nan tib anwo a ak posib echèk DHSV.Oseberg S oswa konsiderasyon estrateji jesyon echèl la te konkli ke sou yon peryòd twa ane, DHCI te solisyon ki pi efikas nan pwi yo kote liy piki chimik yo te fonksyone.Eleman pri prensipal la konsènan teknik konpetisyon an nan peze echèl la te lwil oliv difere olye ke pri chimik/operasyon.Pou aplikasyon inibitè echèl nan leve gaz, pi gwo faktè sou pri chimik la te gwo pousantaj leve gaz ki mennen ale nan gwo konsantrasyon SI, depi konsantrasyon an te dwe balanse ak to a leve gaz pou evite wa zam chimik.Pou de pwi yo sou Oseberg S oswa ki te gen liy DHC I byen fonksyone, yo te chwazi opsyon sa a pou pwoteje DHS V yo kont CaCO;dekale.
Sistèm piki kontinyèl ak tiyo
Solisyon fini ki deja egziste lè l sèvi avèk sistèm piki chimik kontinyèl fè fas a defi pou anpeche rakorde liy kapilè yo.Tipikman, sistèm piki a konsiste de yon liy kapilè, 1/4 "oswa 3/8" dyamèt deyò (OD), branche jiska yon manifoul sifas, manje atravè-epi konekte ak krochi nan tib sou bò a annulaire nan tib la.Liy kapilè a tache ak dyamèt ekstèn nan tib pwodiksyon an pa kranpon espesyal kolye tib epi li kouri sou deyò tib la jouk nan mandrin piki chimik la.Mandrin an tradisyonèlman plase monte nan DHS V oswa pi fon nan pi a ak entansyon pou bay pwodui chimik enjekte a ase tan dispèsyon epi mete pwodui chimik la kote defi yo jwenn.
Nan tiyo piki chimik la, Fig.2, yon ti katouch apeprè 1.5" an dyamèt gen tiyo chèk yo ki anpeche likid nan twou po yo antre nan liy kapilè a.Li se tou senpleman yon ti poppet monte sou yon sous.Fòs prentan an mete ak predi presyon ki nesesè pou louvri poppet la sou chèz la sele.Lè pwodui chimik la kòmanse ap koule tankou dlo, yo leve poppet la sou chèz li epi li louvri valv la.
Li oblije gen de tiyo chèk enstale.Yon sèl valv se baryè prensipal la ki anpeche likid yo antre nan liy kapilè a.Sa a gen yon presyon ouvèti relativman ba (2-15bars). Si presyon idrostatik andedan liy kapilè a pi piti pase presyon nan twou, likid yo pral eseye antre nan liy kapilè a.Lòt valv chèk la gen presyon ouvèti atipik nan 130-250 ba epi li ke yo rekonèt kòm sistèm prevansyon U-tib la.Valv sa a anpeche pwodui chimik ki andedan liy kapilè a koule lib nan po a ta dwe presyon idrostatik andedan liy kapilè a pi gran pase presyon nan twou nan pwen piki chimik andedan tib pwodiksyon an.
Anplis de tiyo chèk yo, nòmalman gen yon filtè nan liy, objektif sa a se asire ke pa gen okenn debri nenpòt kalite ka mete an danje kapasite yo sele nan sistèm valv yo.
Gwosè tiyo chèk ki dekri yo pito piti, epi pwòpte likid ki sou fòm piki a esansyèl pou fonksyonalite operasyonèl yo.Yo kwè ke debri nan sistèm nan ka koule ale lè yo ogmante debit la andedan liy kapilè a, se konsa ke tiyo chèk yo louvri espre.
Lè valv chèk la louvri, presyon an ap koule tankou dlo rapidman diminye epi pwopaje moute liy kapilè a jiskaske presyon an ogmante ankò.Lè sa a, tiyo chèk la ap fèmen jiskaske koule nan pwodwi chimik yo bati ase presyon yo louvri valv la;rezilta a se osilasyon presyon nan sistèm valv chèk la.Presyon ouvèti ki pi wo a sistèm valv chèk la genyen, se zòn nan koule mwens etabli lè valv la chèk ouvè ak sistèm nan eseye reyalize kondisyon ekilib.
Tiyo piki chimik yo gen yon presyon ouvèti relativman ba;epi yo ta dwe presyon an tib nan pwen an inlet chimik vin mwens pase sòm nan presyon idrostatik nan pwodwi chimik andedan liy lan kapilè plis presyon an ouvèti valv chèk, toupre vakyòm oswa vakyòm pral rive nan pati a anwo nan liy lan kapilè.Lè piki a nan pwodui chimik sispann oswa koule nan pwodui chimik ki ba, toupre kondisyon vakyòm yo ap kòmanse rive nan seksyon an tèt nan liy kapilè a.
Nivo vakyòm depann sou presyon nan po, gravite espesifik nan melanj chimik ki enjekte yo itilize andedan liy kapilè a, presyon ouvèti valv chèk la nan pwen piki a ak debit chimik la andedan liy kapilè a.Kondisyon yo byen yo pral varye pandan tout lavi jaden an ak potansyèl la pou vakyòm pral Se poutèt sa tou varye lè siplemantè.Li enpòtan pou w okouran de sitiyasyon sa a pou w pran bon konsiderasyon ak prekosyon anvan defi yo espere rive.
Ansanm ak pousantaj piki ki ba yo, anjeneral solvang yo itilize nan kalite aplikasyon sa yo ap evapore lakòz efè ki pa te konplètman eksplore.Efè sa yo se wa zam oswa presipitasyon nan solid, pou egzanp polymères, lè sòlvan an ap evapore.
Pli lwen, selil galvanik yo ka fòme nan faz tranzisyon ant sifas likid pwodui chimik la ak vapè ki ranpli tou pre-vakyòm faz gaz anwo a.Sa a ka mennen nan korozyon pitting lokal andedan liy kapilè a kòm yon rezilta ogmante agresif nan pwodui chimik la nan kondisyon sa yo.Flak oswa kristal sèl ki fòme kòm yon fim andedan liy kapilè a kòm enteryè li sèk deyò ka konfiti oswa ploge liy kapilè a.
Ebyen filozofi baryè
Lè w ap desine solisyon pi solid, Statoil mande pou sekirite pi a an plas tout tan pandan sik lavi pi a.Kidonk, Statoil mande pou gen de baryè byen endepandan entak.Fig. 3 montre chema baryè byen atipik, kote koulè ble a reprezante anvlòp baryè pi prensipal la;nan ka sa a tib pwodiksyon an.Koulè wouj la reprezante anvlòp baryè segondè;bwat la.Sou bò goch la nan desen an piki chimik endike kòm yon liy nwa ak pwen piki nan tib pwodiksyon an nan zòn ki make wouj (baryè segondè).Lè yo entwodwi sistèm piki chimik nan pi a, tou de baryè prensipal yo ak segondè yo mete an danje.
Istwa ka sou korozyon
Sekans evènman yo
Yo te aplike piki chimik anba twou nan inibitè echèl nan yon chan pétrolifère ki te opere pa Statoil sou etajè Kontinantal Nòvejyen an.Nan ka sa a, inibitè echèl la te aplike orijinalman kalifye pou aplikasyon anlè ak anba lanmè.Rekonplesyon pi a te swiv pa enstalasyon DHCIpointat2446mMD, Fig.3.Yo te kòmanse piki downhole nan inibitè echèl la anwo san yo pa plis tès pwodui chimik la.
Apre yon ane nan operasyon flit nan sistèm nan piki chimik yo te obsève ak envestigasyon yo te kòmanse.Flit la te gen yon efè prejidis sou baryè yo byen.Evènman menm jan an te fèt pou plizyè pwi e kèk nan yo te oblije fèmen pandan envestigasyon an t ap kontinye.
Tib pwodiksyon an te rale epi etidye an detay.Atak korozyon an te limite a yon sèl bò nan tib la, ak kèk jwenti tib yo te tèlman korode ke te gen aktyèlman twou nan yo.Apeprè 8.5mm epè 3% chrome asye te dezentegre nan mwens pase 8 mwa.Kowozyon prensipal la te fèt nan seksyon an tèt pi a, soti nan tèt pi a jiska apeprè 380m MD, epi yo te jwenn pi move jwenti tiyo korode yo nan anviwon 350m MD.Anba pwofondè sa a te obsève ti kras oswa pa gen okenn korozyon, men yo te jwenn anpil debri sou OD a tib.
Aman 9-5/8 '' yo te tou koupe ak rale ak efè menm jan yo te obsève;ak korozyon nan seksyon an anwo nan pi a sou yon bò sèlman.Te koule nan pwovoke ki te koze pa pete seksyon an febli nan bwat la.
Materyèl liy piki chimik la te Alloy 825.
Kalifikasyon chimik
Pwopriyete chimik ak tès korozyon yo konsantre enpòtan nan kalifikasyon inibitè echèl la ak inibitè echèl aktyèl la te kalifye ak itilize nan aplikasyon pou tèt ak anba lanmè pou plizyè ane.Rezon ki fè aplikasyon aktyèl la pwodui chimik downhole te amelyore pwopriyete anviwònman an pa ranplase pwodui chimik downhole ki deja egziste a. Sepandan, inibitè echèl la te itilize sèlman nan tanperati anbyen anwo ak maren (4-20 ℃).Lè yo enjekte nan pi a, tanperati a nan pwodui chimik la ka rive jiska 90 ℃, men pa gen okenn lòt tès ki te fèt nan tanperati sa a.
Premye tès korozivite te pote soti nan founisè chimik la ak rezilta yo te montre 2-4mm / ane pou asye kabòn nan tanperati ki wo.Pandan faz sa a te gen yon patisipasyon minimòm de konpetans teknik materyèl operatè a.Nouvo tès yo te fèt pita pa operatè a ki montre ke inibitè echèl la te trè korozivite pou materyèl yo nan tib pwodiksyon an ak bwat pwodiksyon an, ak pousantaj korozyon depase 70mm / ane.Materyèl liy piki chimik Alloy 825 la pa te teste kont inibitè echèl la anvan piki.Tanperati pi a ka rive nan 90 ℃ ak bon jan tès yo ta dwe fèt nan kondisyon sa yo.
Ankèt la te revele tou ke inibitè echèl la kòm solisyon konsantre te rapòte pH <3.0.Sepandan, pH la pa te mezire.Apre sa, pH la mezire te montre yon valè ki ba anpil nan pH 0-1.Sa a montre nesesite pou mezi ak konsiderasyon materyèl anplis valè pH yo bay yo.
Entèpretasyon rezilta yo
Liy piki a (Fig.3) konstwi bay presyon idrostatik nan inibitè a echèl ki depase presyon nan byen nan pwen an piki.Inibitè a sou fòm piki nan yon presyon ki pi wo pase ki egziste nan twou a.Sa a lakòz yon efè U-tib nan fèmen nan pi a.Valv la ap toujou louvri ak yon presyon ki pi wo nan liy piki a pase nan pi a.Se poutèt sa, vakyòm oswa evaporasyon nan liy piki a ka rive.Pousantaj kowozyon nan lavni ak risk pou pitting se pi gwo nan zòn tranzisyon gaz/likid akòz evaporasyon sòlvan an.Eksperyans laboratwa fèt sou koupon konfime teyori sa a.Nan pwi yo kote flit te fè eksperyans, tout twou nan liy piki yo te lokalize nan pati siperyè liy piki chimik la.
Fig. 4 montre fotografi liy DHC I ak gwo korozyon pitting.Kowozyon ki te wè sou tib pwodiksyon deyò a te endike yon ekspoze lokal nan inibitè echèl soti nan pwen an flit pitting.Leakage a te koze pa pitting kowozyon pa pwodui chimik ki trè korozivite ak flit nan liy piki chimik la nan bwat pwodiksyon an.Yo te flite inibitè echèl la soti nan liy kapilè twou a sou aman ak tib epi koule yo te fèt.Nenpòt konsekans segondè nan fwit nan liy piki a pa te konsidere.Li te konkli ke kowozyon anvlòp la-ak tib se te yon rezilta nan inibitè echèl konsantre lapriyè soti nan liy lan kapilè twou sou nan bwat la ak tib, Fig.5.
Nan ka sa a, te gen yon mank de patisipasyon nan enjenyè konpetans materyèl.Yo pa t teste korozivite pwodui chimik la sou liy DHCI a epi yo pa t evalye efè segondè akòz flit;tankou si materyèl ki antoure yo ta ka tolere ekspoze chimik.
Istwa ka wa a zam chimik
Sekans evènman yo
Estrateji prevansyon echèl la pou yon jaden HP HT te piki kontinyèl nan inibitè echèl en tiyo sekirite anba twou a.Yo te idantifye yon gwo potansyèl dekabonat kalsyòm nan pi a.Youn nan defi yo se te tanperati ki wo ak gwo pousantaj pwodiksyon gaz ak kondansasyon konbine avèk to pwodiksyon dlo ki ba.Enkyetid la pa enjekte inibitè echèl te ke sòlvan an ta dwe dezabiye pa to a pwodiksyon gaz segondè ak wa zam nan pwodui chimik la ta rive nan pwen an piki en nan valv la sekirite nan pi a, Fig.1.
Pandan kalifikasyon inhibitor echèl la konsantre se sou efikasite pwodwi a nan kondisyon HP HT ki gen ladan konpòtman nan sistèm pwosesis tèt la (tanperati ki ba).Presipitasyon nan inibitè nan echèl tèt li nan tib pwodiksyon an akòz to a gaz segondè te enkyetid prensipal la.Tès laboratwa yo te montre ke inibitè echèl ta ka presipite ak konfòme yo ak miray la tib.Se poutèt sa, operasyon valv sekirite a ka bat risk.
Eksperyans te montre ke apre kèk semèn nan operasyon liy chimik la te koule.Li te posib pou kontwole presyon po nan kalib sifas ki enstale nan liy kapilè a.Liy la te izole pou jwenn byen entegrite.
Liy piki chimik la te rale soti nan pi a, louvri ak enspekte pou fè dyagnostik pwoblèm nan epi jwenn rezon posib pou echèk.Kòm yo ka wè nan Fig.6, yo te jwenn kantite siyifikatif presipite ak analiz chimik te montre ke kèk nan sa a te inhibitor echèl la.Te presipite a sitiye nan sele a ak poppet la ak valv la pa t 'kapab opere.
Echèk valv la te koze pa debri andedan sistèm valv la anpeche tiyo chèk yo manje sou chèz metal la.Yo te egzamine debri yo ak patikil prensipal yo te pwouve yo dwe kouto metal, pwobableman pwodui pandan pwosesis enstalasyon liy kapilè a.Anplis de sa, yo te idantifye kèk debri blan sou tou de tiyo chèk espesyalman sou dèyè tiyo yo.Sa a se bò presyon ki ba, sa vle di bò a toujou ta dwe an kontak ak likid yo nan twou.Okòmansman, yo te kwè sa a se debri ki soti nan po pwodiksyon an depi tiyo yo te bloke louvri epi yo te ekspoze a likid po.Men, egzamen an debri te pwouve yo dwe polymère ak chimi menm jan ak pwodui chimik yo itilize kòm inibitè echèl.Sa a te atire enterè nou ak Statoil te vle eksplore rezon ki dèyè debri polymère sa yo ki prezan nan liy kapilè a.
Kalifikasyon chimik
Nan yon jaden HP HT gen anpil defi ki gen rapò ak seleksyon an nan pwodwi chimik apwopriye pou bese pwoblèm yo pwodiksyon divès kalite.Nan kalifikasyon inibitè echèl la pou piki kontinyèl nan twou, yo te fè tès sa yo:
● Estabilite pwodwi
● Aje tèmik
● Tès pèfòmans dinamik
● Konpatibilite ak dlo fòmasyon ak inibitè idrat (MEG)
● Estatik ak dinamik tès wa zam
● Re-disolisyon enfòmasyon dlo, pwodui chimik fre ak MEG
Yo pral enjekte pwodui chimik la nan yon pousantaj dòz predetèmine,men pwodiksyon dlo pa pral nesesèman konstan,sa vle di dlo slugging.Nan mitan bal dlo yo,lè pwodui chimik la antre nan twou a,li pral rankontre pa yon cho,rapid koule gaz idrokarbone.Sa a se menm jan ak enjekte yon inibitè echèl nan yon aplikasyon leve gaz (Fleming etal.2003) .Ansanm ak
tanperati gaz segondè,risk pou yo retire sòlvan yo trè wo ak wa zam ka lakòz blokaj nan valv la piki.Sa a se yon risk menm pou pwodwi chimik ki fòme ak gwo pwen bouyi / solvang presyon vapè ki ba ak lòt Depresè Presyon Vapè (VPD a). Nan evènman an nan yon blokaj pasyèl.,koule nan dlo fòmasyon,MEG ak/oswa pwodui chimik fre yo dwe kapab retire oswa re-fonn pwodui chimik ki dezidrate oswa ki kase.
Nan ka sa a, yo te fèt yon nouvo tès laboratwa pou repwodui kondisyon k ap koule tou pre pò piki yo nan yon HP/HTg kòm sistèm pwodiksyon.Rezilta yo nan tès dinamik zam wa yo demontre ke anba kondisyon aplikasyon yo pwopoze yo te anrejistre yon pèt sòlvan enpòtan.Sa a ta ka mennen nan wa zam rapid ak evantyèlman bloke flowlines yo.Se poutèt sa, travay la te demontre ke yon risk relativman siyifikatif te egziste pou piki chimik kontinyèl nan pwi sa yo anvan pwodiksyon dlo e te mennen nan desizyon an ajiste pwosedi demaraj nòmal pou jaden sa a, retade piki chimik jiskaske zouti dlo yo te detekte.
Kalifikasyon an nan inibitè echèl pou piki kontinyèl downhole te gen gwo konsantre sou sòlvan nidite ak zam wa nan inibitè a echèl nan pwen an piki ak nan flowline la men potansyèl la pou wa zam nan valv la piki tèt li pa te evalye.Valv piki a pwobableman echwe akòz pèt sòlvan enpòtan ak wa zam rapid,Fig.6.Rezilta yo montre ke li enpòtan pou gen yon View holistic nan sistèm nan;pa sèlman konsantre sou defi pwodiksyon yo,men tou defi ki gen rapò ak piki nan pwodui chimik la,sa vle di valv piki.
Eksperyans nan lòt domèn
Youn nan rapò yo byen bonè sou pwoblèm ak liy piki chimik long distans te soti nan jaden yo Gull fak sandVig dis satelit (Osa etal.2001). antre nan liy lan atravè valv la piki.Nouvo direktiv pou devlopman pwodui chimik pwodiksyon anba lanmè yo te devlope.Kondisyon yo enkli retire patikil (filtrasyon) ak adisyon inibitè idrat (egzanp glikol) nan tout inibitè echèl ki baze sou dlo yo dwe enjekte nan modèl subsea yo.Estabilite chimik,Viskozite ak konpatibilite (likid ak materyèl) yo te konsidere tou.Kondisyon sa yo te pran pi lwen nan sistèm Statoil la epi yo enkli piki chimik nan twou a.
Pandan faz devlopman nan Oseberg S oswa jaden yo te deside ke tout pwi yo ta dwe ranpli ak sistèm DHC I (Fleming etal.2006). Objektif la se te anpeche CaCO.;dekale nan tib anwo a pa piki SI.Youn nan pi gwo defi yo ki gen rapò ak liy piki chimik yo te reyalize kominikasyon ant sifas la ak priz la downhole.Dyamèt entèn liy piki chimik la vin pi piti soti nan 7mm a 0.7mm (ID) alantou valv sekirite annulus la akòz limit espas ak kapasite likid la pou transpòte nan seksyon sa a te enfliyanse sou pousantaj siksè.Plizyè pwi platfòm te gen liy piki chimik ki te ploge,men rezon an pa te konprann.Tren nan divès likid (glikol,brit,kondansasyon,ksilèn,inibitè echèl,dlo elatriye) yo te teste laboratwa pou viskozite ak konpatibilite ak ponpe pi devan ak nan koule ranvèse yo louvri liy yo.;sepandan,inibitè a echèl sib pa t 'kapab ponpe tout wout la desann nan tiyo a piki chimik.Pli lwen,konplikasyon yo te wè ak presipitasyon nan inibitè a echèl fosfonat ansanm ak rezidyèl CaCl z Eau fini nan yon sèl byen ak zam wa nan inibitè a echèl andedan yon pi ki gen rapò segondè gazoil ak koupe dlo ki ba (Fleming etal.2006)
Leson yo aprann
Devlopman metòd tès la
Prensipal leson yo aprann nan echèk sistèm DHC I yo te anrapò ak efikasite teknik inhibitor echèl la epi pa gen rapò ak fonksyonalite ak piki chimik.Topside piki ak piki subsea te fonksyone byen siplemantè;sepandan,aplikasyon an te pwolonje nan piki chimik downhole san yon aktyalizasyon korespondan nan metòd yo kalifikasyon chimik.Eksperyans Statoil nan de ka jaden prezante yo se ke dokiman ki gouvène oswa direktiv pou kalifikasyon chimik yo dwe mete ajou pou enkli kalite aplikasyon chimik sa a.De defi prensipal yo te idantifye kòm i) vakyòm nan liy piki chimik la ak ii) potansyèl presipitasyon nan pwodui chimik la.
Evaporasyon nan pwodui chimik la ka rive sou tib pwodiksyon an (jan yo wè nan ka zam wa a) ak nan tib la piki (yo te idantifye yon koòdone pasajè nan ka vakyòm nan) gen yon risk pou presipite sa yo ka deplase ak koule a ak. nan valv la piki ak pi lwen nan pi a.Se valv la piki souvan fèt ak yon filtè en nan pwen an piki,sa a se yon defi,tankou nan ka a nan presipitasyon filtè sa a ta ka ploge sa ki lakòz valv la echwe.
Obsèvasyon yo ak konklizyon preliminè ki soti nan leson yo aprann yo te lakòz yon etid laboratwa vaste sou fenomèn yo.Objektif jeneral la se te devlope nouvo metòd kalifikasyon pou evite pwoblèm menm jan an nan lavni.Nan etid sa a, yo te fè plizyè tès ak plizyè metòd laboratwa yo te fèt (devlope nan lòd) pou egzamine pwodwi chimik yo ki gen rapò ak defi yo idantifye yo.
● Filtre bloke ak estabilite pwodwi nan sistèm fèmen.
● Efè pèt sòlvan pasyèl sou korozivite pwodwi chimik yo.
● Efè pèt pasyèl sòlvan nan yon kapilè sou fòmasyon solid oswa ploge gluan.
Pandan tès yo nan metòd laboratwa yo te idantifye plizyè pwoblèm potansyèl yo
● Repete blokaj filtre ak estabilite pòv.
● Fòmasyon solid apre evaporasyon yon pati nan yon kapilè
● Chanjman PH akòz pèt sòlvan.
Nati tès yo te fè yo te bay tou plis enfòmasyon ak konesans ki gen rapò ak chanjman nan pwopriyete fizik pwodwi chimik yo nan kapilè yo lè yo sibi sèten kondisyon.,ak ki jan sa a diferan de solisyon esansyèl sibi kondisyon menm jan an.Travay tès la te idantifye tou diferans konsiderab ant likid la esansyèl,faz vapè ak likid rezidyèl ki ka mennen nan swa ogmante potansyèl pou presipitasyon ak / oswa ogmante korozivite.
Pwosedi tès la pou korozivite nan inibitè yo echèl yo te devlope ak enkli nan dokiman an gouvène.Pou chak aplikasyon tès korozivite pwolonje yo te dwe fèt anvan piki nan inibitè echèl ka aplike.Yo te fè tès wa zam nan pwodui chimik nan liy piki a tou.
Anvan yo kòmanse kalifikasyon yon pwodui chimik li enpòtan pou kreye yon dimansyon travay ki dekri defi yo ak objektif chimik la.Nan faz inisyal la li enpòtan pou idantifye defi prensipal yo pou kapab chwazi kalite pwodui chimik (yo) ki pral rezoud pwoblèm nan.Ou ka jwenn yon rezime kritè aksepte ki pi enpòtan yo nan Tablo 2.
Kalifikasyon nan pwodwi chimik yo
Kalifikasyon nan pwodwi chimik yo konsiste de tès ak evalyasyon teyorik pou chak aplikasyon.Espesifikasyon teknik ak kritè tès yo dwe defini ak etabli,pa egzanp nan HSE,konpatibilite materyèl,estabilite pwodwi ak bon jan kalite pwodwi (patikil).Pli lwen,pwen konjelasyon an,viskozite ak konpatibilite ak lòt pwodwi chimik yo,inibitè idrat,yo dwe detèmine dlo fòmasyon ak likid ki pwodui a.Yon lis senplifye metòd tès ki ka itilize pou kalifikasyon nan pwodwi chimik yo bay nan Tablo 2.
Konsantre kontinyèl sou ak siveyans efikasite teknik la,pousantaj dòz ak reyalite HSE yo enpòtan.Kondisyon yo nan yon pwodwi ka chanje yon jaden oswa yon plant pwosesis pou tout lavi;varye ak pousantaj pwodiksyon ak konpozisyon likid.Aktivite swivi ak evalyasyon pèfòmans,optimize ak/oswa tès nouvo pwodwi chimik yo dwe fèt souvan pou asire pwogram tretman pi bon an.
Tou depan de kalite lwil la,pwodiksyon dlo ak defi teknik nan plant pwodiksyon lanmè a,itilize nan pwodwi chimik pwodiksyon petèt nesesè yo reyalize bon jan kalite ekspòtasyon,kondisyon regilasyon,epi opere enstalasyon lanmè a nan yon fason ki an sekirite.Tout jaden yo gen defi diferan, ak pwodwi chimik pwodiksyon ki nesesè yo pral varye de jaden an jaden ak lè siplemantè.
Li enpòtan pou konsantre sou efikasite teknik pwodiksyon pwodwi chimik yo nan yon pwogram kalifikasyon,men li enpòtan tou pou konsantre sou pwopriyete chimik la,tankou estabilite,bon jan kalite pwodwi ak konpatibilite.Konpatibilite nan anviwònman sa a vle di konpatibilite ak likid yo,materyèl ak lòt pwodwi chimik pwodiksyon.Sa a kapab yon defi.Li pa dezirab itilize yon pwodui chimik pou rezoud yon pwoblèm pou pita dekouvri ke pwodui chimik la kontribye nan oswa kreye nouvo defi.Li petèt pwopriyete yo nan pwodui chimik la epi yo pa defi a teknik ki se pi gwo defi a.
Kondisyon espesyal
Kondisyon espesyal sou filtraj pwodwi yo ta dwe aplike pou sistèm anba lanmè a ak pou piki kontinyèl twou.Tami ak filtè nan sistèm piki chimik yo ta dwe bay ki baze sou spesifikasyon sou ekipman an en nan sistèm piki anlè.,ponp ak tiyo piki,nan tiyo yo piki downhole.Ki kote downhole kontini piki pwodwi chimik yo te aplike spécification nan sistèm piki chimik ta dwe baze sou spécification ak pi gwo kritik.Sa a petèt filtè a nan tiyo a piki downhole.
Piki defi
Sistèm piki a ka vle di 3-50km distans de lonbrit subsea flowline ak 1-3km desann nan pi a.Pwopriyete fizik tankou viskozite ak kapasite pou ponpe pwodui chimik yo enpòtan.Si viskozite a nan tanperati maren an twò wo, li kapab yon defi pou ponpe pwodui chimik la atravè liy piki chimik la nan lonbrit la anba lanmè ak nan pwen piki anba lanmè a oswa nan pi a.Viskozite a ta dwe selon spesifikasyon sistèm nan depo espere oswa tanperati operasyonèl.Sa a ta dwe evalye nan chak ka,epi yo pral depann de sistèm.Kòm pousantaj piki chimik tab la se yon faktè nan siksè nan piki chimik.Pou minimize risk pou branche liy piki chimik la,pwodwi chimik yo nan sistèm sa a ta dwe idrat inibe (si potansyèl pou idrat).Konpatibilite ak likid ki prezan nan sistèm lan (likid konsèvasyon) ak inibitè idrat la dwe fèt.Tès estabilite nan pwodui chimik la nan tanperati aktyèl (pi ba tanperati anbyen posib,tanperati anbyen,tanperati anba lanmè,tanperati piki) dwe pase.
Yon pwogram pou lave liy piki chimik yo nan frekans yo dwe konsidere tou.Li ka bay yon efè prevantif regilyèman kole liy piki chimik la ak sòlvan,glikol oswa pwodui chimik netwayaj pou retire depo posib anvan li akimile epi li ka lakòz bouche liy lan.Solisyon chimik ki chwazi likid flòch la dwekonpatib ak pwodui chimik nan liy piki a.
Nan kèk ka yo itilize liy piki chimik pou plizyè aplikasyon chimik ki baze sou diferan defi sou yon lavi jaden ak kondisyon likid.Nan faz pwodiksyon inisyal la anvan zouti dlo prensipal defi yo ka diferan de sa yo ki nan lavi an reta souvan ki gen rapò ak ogmante pwodiksyon dlo.Pou chanje soti nan inibitè ki baze sou sòlvan ki pa akeuz tankou inibitè ene asfalt nan pwodui chimik ki baze sou dlo tankou inibitè echèl ka bay defi ak konpatibilite.Se poutèt sa enpòtan pou konsantre sou konpatibilite ak kalifikasyon ak itilizasyon espaceurs lè yo planifye pou chanje pwodui chimik nan liy piki chimik la.
Materyèl
Konsènan konpatibilite materyèl,tout pwodwi chimik yo ta dwe konpatib ak sele,elastomè,garnitur ak materyèl konstriksyon yo itilize nan sistèm piki chimik ak plant pwodiksyon an.Yo ta dwe devlope pwosedi tès pou korozivite pwodwi chimik yo (egzanp inibitè echèl asid) pou piki kontinyèl nan twou a.Pou chak aplikasyon tès korozivite pwolonje yo dwe fè anvan piki nan pwodwi chimik yo ka aplike.
Diskisyon
Avantaj ak dezavantaj kontinyèl piki chimik downhole gen pou evalye.Piki kontinyèl nan inibitè echèl pwoteje DHS la Vor tib pwodiksyon an se yon metòd elegant pwoteje pi a soti nan echèl.Kòm mansyone nan papye sa a gen plizyè defi ak piki chimik kontinyèl downhole,sepandan pou redwi risk li enpòtan pou w konprann fenomèn ki konekte ak solisyon an.
Youn nan fason yo diminye risk la se konsantre sou devlopman metòd tès la.Konpare ak piki chimik anwo oswa anba lanmè gen kondisyon diferan ak pi grav desann nan pi a.Pwosedi kalifikasyon pou pwodwi chimik yo pou piki kontinyèl pwodwi chimik downhole gen pou pran an konsiderasyon chanjman sa yo nan kondisyon yo.Kalifikasyon nan pwodwi chimik yo dwe fèt dapre materyèl la pwodwi chimik yo ta ka jwenn an kontak ak.Kondisyon yo pou kalifikasyon ak tès konpatibilite nan kondisyon ki repwodui pi pre ke posib divès kondisyon sik lavi sistèm sa yo pral travay anba yo dwe mete ajou ak aplike.Devlopman metòd tès la dwe devlope pi lwen nan tès ki pi reyalis ak reprezantan.
An plis,entèraksyon ki genyen ant pwodwi chimik yo ak ekipman yo esansyèl pou siksè.Devlopman nan tiyo chimik piki yo dwe pran an konsiderasyon pwopriyete chimik yo ak kote tiyo piki a nan pi a.Li ta dwe konsidere pou enkli tiyo piki reyèl kòm yon pati nan ekipman tès la ak fè tès pèfòmans nan inibitè echèl la ak konsepsyon valv kòm yon pati nan pwogram nan kalifikasyon.Pou kalifye inibitè echèl,te konsantre prensipal la pi bonè te sou defi yo pwosesis ak anpèchman echèl,men bon anpèchman echèl depann sou piki ki estab ak kontinyèl.San yo pa piki ki estab ak kontinyèl potansyèl pou echèl la ap ogmante.Si valv la piki inibitè echèl se gunk ed pa gen okenn piki inibitè echèl nan kouran an likid,pi a ak tiyo sekirite yo pa pwoteje kont echèl e pakonsekan pwodiksyon an sekirite ta ka an danje.Pwosedi kalifikasyon an gen pou pran swen defi yo ki gen rapò ak piki inhibitor echèl la anplis defi pwosesis yo ak efikasite inibitè echèl ki kalifye a.
Nouvo apwòch la enplike plizyè disiplin ak koperasyon ant disiplin yo ak responsablite respektif yo dwe klarifye.Nan aplikasyon sa a sistèm pwosesis tèt la,modèl subsea ak konsepsyon byen ak fini yo enplike.Rezo milti-disiplin ki konsantre sou devlope solisyon solid pou sistèm piki chimik yo enpòtan e petèt fason pou siksè.Kominikasyon ant plizyè disiplin enpòtan anpil;espesyalman kominikasyon sere ant famasi yo ki gen kontwòl pwodwi chimik yo aplike ak enjenyè yo ki gen kontwòl ekipman yo itilize nan pi a enpòtan.Pou konprann defi diferan disiplin yo ak aprann youn nan men lòt se esansyèl pou konprann konpleksite nan tout pwosesis la.
Konklizyon
● Piki kontinyèl nan inibitè echèl pou pwoteje DHS Vor tib pwodiksyon an se yon metòd elegant pou pwoteje pi a pou echèl
● Pou rezoud defi yo idantifye yo,rekòmandasyon sa yo se：
● Yo dwe fè yon pwosedi kalifikasyon DHCI espesyal.
● Metòd kalifikasyon pou tiyo piki chimik
● Tès ak kalifikasyon metòd pou fonksyonalite chimik
● Devlopman metòd
● Tès materyèl ki enpòtan
● Entèraksyon milti-disiplinè kote kominikasyon ant divès disiplin ki enplike yo enpòtan anpil pou siksè.
Rekonesans
Otè a vle di Statoil AS A mèsi pou pèmisyon pou pibliye travay sa a ak Baker Hughes ak Schlumberger pou pèmèt sèvi ak imaj la nan Fig.2.
Nomenklati
(Ba/Sr)SO4=silfat baryòm/stronsyòm
CaCO3 = kabonat kalsyòm
DHCI = piki chimik nan twou a
DHSV = valv sekirite anba twou
egzanp = pa egzanp
GOR = rapò gazoil
HSE = anviwònman sekirite sante
HPHT = presyon ki wo tanperati ki wo
ID = dyamèt enteryè
sa vle di = sa vle di
km = kilomèt
mm = milimèt
MEG = mono ethylene glycol
mMD = mèt pwofondè mezire
OD = dyamèt deyò
SI = inibitè echèl
mTV D = mèt pwofondè total vètikal
U-tib = Tib ki gen fòm U
VPD = Depresyon presyon vapè
Figi 1. Apèsi sou sistèm piki chimik subsea ak downhole nan jaden atipik.Trase piki chimik nan kouran DHSV ak defi ki gen rapò ak espere yo.DHS V = tiyo sekirite anba twou, PWV = valv zèl pwosesis ak PM V = valv mèt pwosesis.
Figi 2. Chema nan sistèm piki chimik downhole atipik ak mandrin ak valv.Se sistèm nan branche nan manifoul sifas la, manje atravè-epi konekte ak hanger a tib sou bò a annulaire nan tib la.Mandrin piki chimik tradisyonèlman mete gwo twou san fon nan pi a ak entansyon pou bay pwoteksyon chimik.
Figi 3. Schema baryè byen tipik,kote koulè ble a reprezante anvlòp baryè pi prensipal la;nan ka sa a tib pwodiksyon an.Koulè wouj la reprezante anvlòp baryè segondè;bwat la.Sou bò gòch la endike piki chimik la, liy nwa ak pwen piki nan tib pwodiksyon an nan zòn ki make wouj (segondè baryè).
Figi 4. Twou twou yo jwenn nan seksyon anwo liy piki 3/8” la.Zòn nan montre nan desen an nan chema baryè byen atipik, ki make ak elips zoranj.
Figi 5. Atak korozyon grav sou tib Chrome 7” 3%.Figi a montre atak korozyon apre inibitè echèl flite soti nan liy piki chimik piki a sou tib pwodiksyon an.
Figi 6. Debri yo te jwenn nan tiyo piki chimik la.Debri yo nan ka sa a se te kouto metal pwobableman soti nan pwosesis enstalasyon an nan adisyon a kèk debri blan.Egzamen nan debri blan yo te pwouve yo dwe polymère ak chimi menm jan ak pwodui chimik la sou fòm piki.
Tan pòs: Apr-27-2022