Badanie skuteczności inhibitorów osadów nieorganicznych za pomocą testu dynamicznego symulującego warunki wydobycia i transportu ropy naftowej

• Autorzy: Kuśnierczyk Jerzy , Mazela Wojciech

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2019.07.02

Warianty tytułu

EN

Study of the effectiveness of inorganic scale inhibitors by means of a dynamic test simulating the conditions of oil extraction and transport

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Osady nieorganiczne mogą występować jako jednorodne mineralne struktury, jednak w większości przypadków są to twory składające się z różnego rodzaju składników. Istnieje znaczne ryzyko wytrącania się takich osadów na różnych etapach wydobycia ropy naftowej ze złoża czy zabiegów intensyfikacyjnych oraz w trakcie transportu ropy. Osady mogą odkładać się na każdym etapie, nawet w złożu lub w strefie przyodwiertowej, a w dalszej kolejności również w rurociągach, na zakończeniach urządzeń wydobywczych oraz na ich powierzchni, np. w separatorze. Tworzenie się osadów może prowadzić do: zmniejszania przepuszczalności złoża, utrudnienia lub nawet zablokowania przepływu płynów w rurach wydobywczych, uszkodzenia urządzeń wydobywczych oraz do wielu innych problemów związanych z eksploatacją złoża (Frenier i Ziauddin, 2008). Gromadzenie się osadów nieorganicznych w różnych częściach urządzeń wydobywczych jest jednym z największych problemów związanych z eksploatacją. Aby spowolnić, opóźnić lub w znacznym stopniu zminimalizować ten proces, optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie odpowiednich inhibitorów (Kuśnierczyk, 2017). Metoda taka jest efektywna, stosunkowo prosta i ekonomicznie uzasadniona. Istnieją zarówno inhibitory ograniczające wytrącanie się soli, takich jak CaCO3 i BaSO4 (Luo et al., 2015), jak też inhibitory ograniczające procesy korozji, których obecność sprzyja wytrącaniu się osadów związków żelaza (Tiu i Advincula, 2015). Substancje te, oprócz inhibitorów parafin (Gaździk i Pajda, 2013) i hydratów oraz demulgatorów (Mazela et al., 2012; Pajda et al., 2013), stanowią podstawową grupę środków chemicznych stosowanych w przemyśle naftowym (ang. production chemicals). Dobór skutecznego inhibitora wymaga przeprowadzenia testów uwzględniających zarówno skład solanki, jak i warunki, takie jak: temperatura, ciśnienie i szybkość przepływu. W artykule przedstawiono budowę stanowiska, które zostało użyte do prowadzenia testów w warunkach dynamicznych. Zaprezentowano także wyniki badań dla kilku inhibitorów osadów, zarówno wykorzystywanych w przemyśle, jak też stworzonych na potrzeby prowadzonych badań.

EN

: Inorganic deposits may occur as homogeneous mineral structures, but in most cases they are compositions made up of various types of ingredients. There is a significant risk of such sediments precipitating at various stages of oil extraction from the deposit, or also intensification measures and during the transport of oil. Sludges can be deposited at any stage, even in a bed or in the near-well zone. Subsequently, also in pipelines, at the ends of mining equipment and on their surface, e.g. in a separator. The formation of sediments may lead to: decreasing the permeability of the deposit, hindering or even blocking the flow of fluids in the mining pipes, damage to mining equipment, and many other problems related to the exploitation of the deposit (Frenier and Ziauddin, 2008). The accumulation of inorganic deposits in various parts of mining equipment is one of the biggest problems associated with exploitation. To slow down, delay or significantly minimize this process, the optimal solution is to use appropriate inhibitors (Kuśnierczyk, 2017). This method is effective, relatively simple, and economically justified. There are inhibitors that limit the precipitation of salts, such as CaCO3 and BaSO4 (Luo et al., 2015), as well as inhibitors that limit corrosion processes, the presence of which promotes the precipitation of iron compounds (Tiu and Advincula, 2015). These substances, in addition to paraffin inhibitors (Gaździk and Pajda, 2013), hydrates and demulsifiers (Mazela et al., 2012, Pajda et al., 2013), constitute the basic group of chemicals used in the oil industry (production chemicals). The selection of an effective inhibitor requires tests that take into account both the brine composition and the conditions such as temperature, pressure and flow rate. The article presents the construction of the station, which was used to conduct tests in dynamic conditions. The results of tests for several sludge inhibitors, both used in industry as well as those created for the needs of research, are also presented.

Słowa kluczowe

PL

osady węglanu wapnia; inhibitory osadów nieorganicznych; test dynamiczny blokowania kapilary

EN

calcium carbonate scale; inorganic scale inhibitors; Tube Blocking Test

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 75, nr 7
• Strony: 388--393
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Kuśnierczyk Jerzy

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

autor

Mazela Wojciech

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Bazin B., Kohler N., Zaitoun A., Johnson T., Raaijmakers H., 2004. A new class of green mineral scale inhibitors for squeeze treatments. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/87453-MS.
• Cushner M.C., Przybylinski J.L., Ruggeri J.W., 1988. How temperature and pH affect the performance of barium sulfate inhibitors. Paper NAC 428. Presented at NACE Corrosion/88.
• Frenier W.W., Ziauddin M., 2008. Formation, removal, and inhibition of inorganic scale in the oilfield environment. Society of Petroleum Engineers. ISBN: 978-1-55563-140-6.
• Gaździk B., Pajda M., 2013. Wpływ środków powierzchniowo czynnych o działaniu dyspergującym na właściwości fizykochemiczne i funkcjonalne inhibitorów parafin do wysokoparafinowych rop naftowych. Nafta-Gaz, 4: 319–328.
• Graham G.M., Gyani A., Jordan M.M., Strachan C., McClure R., Littlehales I.J., Fitzgerald A., 2002. Selection and application of a nondamaging scale inhibitor package for pre-emptive squeeze in Mungo production wells. Society of Petroleum Engineers. DOI:10.2118/74665-MS.
• Hamouda A.A., 1989. Insight into sulfate in high-salinity producers and selection of scale inhibitor. Society of Petroleum Engineers. DOI:10.2118/19764-PA.
• Jensen K.M., Kelland M.A., 2012. A new class of hyperbranched polymeric scale inhibitors. Journal of Petroleum Science and Engineering,94–95: 66–72.
• Khormali A., Petrakov D.G., Moghaddam R.N., 2017. Study of adsorption/desorption properties of a new scale inhibitor package to prevent calcium carbonate formation during water injection in oil reservoirs. Journal of Petroleum Science and Engineering, 153: 257–267.
• Kuśnierczyk J., 2017. Badania skuteczności działania inhibitorów osadów nieorganicznych w warunkach testu dynamicznego. Dokumentacja mInstytutu Nafty i Gazu – PIB, nr zlecenia 0045/KB/17, nr archiwalny DK-4100-32/17. Kraków.
• Kuśnierczyk. J., 2018. Badania skuteczności działania inhibitorów siarczanu baru i strontu w warunkach testu dynamicznego. Dokumentacja Instytutu Nafty i Gazu – PIB, nr zlecenia 0002/KB/18, nr archiwalny DK-4100-2/18. Kraków.
• Liu X., Chen P., Montgomerie H., Hagen T., Wang B., Yang X., 2012. Understanding mechanisms of scale inhibition using newly developed test method and developing synergistic combined scale inhibitors. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/156008-MS.
• Luo H., Chen D., Yang X., Zhao X., Feng H., Li M., 2015. Synthesis and performance of a polymeric scale inhibitor for oilfield application. Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 5: 177–187.
• Mazela W., Krasodomski W., Pajda M., 2012. Ocena efektywności rozdzielania emulsji woda–ropa naftowa za pomocą demulgatorów zawierających dendrymery. Nafta-Gaz, 10: 674–683.
• Mazela W., Kuśnierczyk J., 2018. Dynamiczny test oceny inhibitorów osadów nieorganicznych – dobór warunków testu. Przemysł Chemiczny, 6: 949–952.
• Oddo J.E., Gerbino A.J., Tomson M.B., 1993. Inhibition of BaSO4 precipitation at high temperature, pressure and T.D.S. Paper NACE 461. Presented at NACE Corrosion/93.
• Pajda M., Mazela W., Krasodomski W., 2013. Rozdział emulsji woda–ropa naftowa za pomocą czynników fizycznych. Nafta-Gaz, 12: 923–928.
• Schalge A.L., Dormish F.L., 1989. The evaluation of scale inhibitors for high BaSO4 scaling potential using a new tube/filter blocking apparatus. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/18490-MS.
• Schilter R., Yang Ch., Hill M., Watson P., Mac Ewen K., Almond S., 2014. Field-detectable scale inhibitor for severe oilfield environments. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/170296-MS.
• Senthilmurugan B., Ghosh B., Sanker S., 2011. High performance maleic acid based oil well scale inhibitors – Development and comparative evaluation. Journal of Industrial and Engineering Chemistry, 17: 415–420.
• Shanthana Lakshmi D., Senthilmurugan B., Drioli E., Figoli A., 2013. Application of ionic liquid polymeric microsphere in oil field scale control process. Journal of Petroleum Science and Engineering, 112: 69–77.
• Szymczak S., Shen D., Higgins R., Gupta D.V.S., 2013. Minimizing environmental and economic risks with a proppant-sized solid-scaleinhibitor additive in the Bakken Formation. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/159701-PA.
• Tiu B.D.B., Advincula R.C., 2015. Polymeric corrosion inhibitors for the oil and gas industry: Design principles and mechanism. Reactive and Functional Polymers, 95: 25–45.
• Todd M.J., Wylde J.J., Strachan C.J., Moir G., Thornton A., Goulding J., 2012. Phosphorus functionalised polymeric scale inhibitors, further developments and field deployment. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/154135-MS.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).