Garis Injeksi Kimia Downhole-Napa Gagal?Pengalaman, Tantangan lan Aplikasi Metode Tes Anyar
Hak Cipta 2012, Society of Petroleum Engineers
Abstrak
Statoil ngoperasikake sawetara lapangan ing ngendi injeksi inhibisi skala terus-terusan ing downhole ditrapake.Tujuane kanggo nglindhungi pipa ndhuwur lan tutup safety saka (Ba / Sr) SO4orCaCO;skala, ing kasus nalika squeezing skala bisa angel lan larang kanggo nindakake ing rutin, contone, dasi-in lapangan subsea.
Injeksi terus-terusan saka downhole inhibitor skala minangka solusi teknis sing cocog kanggo nglindhungi pipa ndhuwur lan tutup safety ing sumur sing duwe potensi skala ing ndhuwur packer produksi;utamane ing sumur sing ora perlu diperes kanthi rutin amarga potensi skala ing wilayah cedhak sumur.
Ngrancang, ngoperasikake lan njaga garis injeksi kimia mbutuhake fokus ekstra ing pilihan materi, kualifikasi kimia lan pemantauan.Tekanan, suhu, rezim alur lan geometri sistem bisa nyebabake tantangan kanggo operasi sing aman.Tantangan wis diidentifikasi ing sawetara kilometer garis injeksi dawa saka fasilitas produksi kanggo cithakan subsea lan ing klep injeksi mudhun ing sumur.
Pengalaman lapangan sing nuduhake kerumitan sistem injeksi terus-terusan downhole babagan presipitasi lan masalah karat dibahas.Pasinaon laboratorium lan aplikasi metode anyar kanggo kualifikasi kimia a dituduhake.Kabutuhan kanggo tumindak multidisiplin ditangani.
Pambuka
Statoil ngoperasikake sawetara lapangan ing ngendi injeksi bahan kimia terus-terusan ing jero bolongan wis ditrapake.Iki utamane kalebu injeksi skala inhibitor (SI) sing tujuane kanggo nglindhungi pipa ndhuwur lan katup safety downhole (DHSV) saka (Ba/Sr) SO4orCaCO;skala.Ing sawetara kasus emulsion mbobol nyuntikaken downhole kanggo miwiti proses misahake minangka jero ing sumur sabisa ing suhu relatif dhuwur.
Injeksi terus-terusan saka downhole inhibitor skala minangka solusi teknis sing cocog kanggo nglindhungi bagian ndhuwur sumur sing duwe potensi skala ing ndhuwur packer produksi.Injeksi terus-terusan bisa uga dianjurake utamane ing sumur sing ora perlu diperes amarga potensial skala cilik ing cedhak sumur;utawa ing kasus nalika squeezing ukuran bisa angel lan larang kanggo nindakake ing rutin, contone, dasi-in lapangan subsea.
Statoil wis pengalaman lengkap ing injeksi kimia terus kanggo sistem ndhuwur lan cithakan subsea nanging tantangan anyar kanggo njupuk titik injeksi luwih jero menyang sumur.Ngrancang, ngoperasikake lan njaga garis injeksi kimia mbutuhake fokus ekstra ing sawetara topik;kayata pilihan materi, kualifikasi kimia lan ngawasi.Tekanan, suhu, rezim alur lan geometri sistem bisa nyebabake tantangan kanggo operasi sing aman.Tantangan ing garis injeksi dawa (sawetara kilometer) saka fasilitas produksi menyang cithakan subsea lan menyang katup injeksi mudhun ing sumur wis diidentifikasi;Gambar 1.Sawetara sistem injeksi wis makarya miturut rencana, dene liyane gagal amarga macem-macem alasan.Sawetara pembangunan lapangan anyar direncanakake kanggo injeksi kimia downhole (DHCI);nanging;ing sawetara kasus peralatan durung qualified kanthi lengkap.
Aplikasi DHCI minangka tugas sing rumit.Iki kalebu desain rampung lan sumur, kimia sumur, sistem topside lan sistem dosis kimia proses topside.Bahan kimia kasebut bakal dipompa saka sisih ndhuwur liwat jalur injeksi kimia menyang peralatan rampung lan mudhun menyang sumur.Mula, ing perencanaan lan eksekusi jinis kerjasama proyek ing antarane sawetara disiplin iku penting banget.Macem-macem pertimbangan kudu dievaluasi lan komunikasi sing apik sajrone desain penting.Insinyur proses, insinyur subsea lan insinyur completion melu, ngurusi topik kimia sumur, pilihan material, jaminan aliran lan manajemen kimia produksi.Tantangan bisa dadi raja gun kimia utawa stabilitas suhu, karat lan ing sawetara kasus efek vakum amarga tekanan lokal lan efek aliran ing garis injeksi kimia.Kajaba iku, kahanan kayata tekanan dhuwur, suhu dhuwur, tingkat gas dhuwur, potensial skala dhuwur,long distance umbilical lan titik injeksi jero ing sumur, menehi tantangan technical beda lan syarat kanggo kimia nyuntikaken lan kanggo katup injeksi.
Ringkesan saka sistem DHCI diinstal ing operasi Statoil nuduhake yen pengalaman ora tansah sukses Tabel 1. Nanging, planning dandan saka desain injeksi, kualifikasi kimia, operasi lan pangopènan lagi ditindakake.Tantangan beda-beda saka lapangan menyang lapangan, lan masalahe ora kudu katup injeksi kimia dhewe ora bisa digunakake.
Ing taun-taun pungkasan sawetara tantangan babagan garis injeksi kimia downhole wis dialami.Ing makalah iki sawetara conto diwenehi saka pengalaman kasebut.Makalah kasebut mbahas tantangan lan langkah sing ditindakake kanggo ngatasi masalah sing ana gandhengane karo garis DHCI.Loro riwayat kasus diwenehi;siji ing karat lan siji ing raja gun kimia.Pengalaman lapangan sing nuduhake kerumitan sistem injeksi terus-terusan downhole babagan presipitasi lan masalah karat dibahas.
Pasinaon laboratorium lan aplikasi metode anyar kanggo kualifikasi kimia uga dianggep;carane kanggo kumpa kimia, njongko potensial lan Nyegah, aplikasi peralatan Komplek lan carane kimia bakal mengaruhi sistem topside nalika kimia diprodhuksi maneh.Nampa kritéria kanggo aplikasi kimia kalebu masalah lingkungan, efisiensi, kapasitas panyimpenan topside, tingkat pompa, apa pompa ana bisa digunakake etc. Rekomendasi teknis kudu adhedhasar kompatibilitas cairan lan kimia, deteksi residual, kompatibilitas materi, desain umbilical subsea, sistem dosis kimia lan bahan ing sakubenge garis kasebut.Bahan kimia kasebut bisa uga kudu nyegah hidrat kanggo nyegah saluran injeksi saka invasi gas lan bahan kimia kasebut ora kudu beku sajrone transportasi lan panyimpenan.Ing pedoman internal sing wis ana, ana checklist babagan bahan kimia sing bisa ditrapake ing saben titik ing sistem. Sifat fisik kayata viskositas penting.Sistem injeksi bisa uga nuduhake jarak 3-50km saka garis aliran ngisor laut umbilical lan 1-3km mudhun menyang sumur.Mulane, stabilitas suhu uga penting.Evaluasi efek hilir, contone, ing kilang uga kudu dianggep.
Sistem injeksi kimia downhole
Keuntungan biaya
Injeksi terus-terusan saka skala inhibitor downhole kanggo nglindhungi DHS Vor tubing produksi Mungkin biaya efektif dibandhingake squeezing sumur karo inhibitor skala.Aplikasi iki nyuda potensial kanggo karusakan tatanan dibandhingake pangobatan remet ukuran, nyuda potensial kanggo masalah proses sawise squeezes ukuran lan menehi kamungkinan kanggo ngontrol tingkat injeksi kimia saka sistem injeksi topside.Sistem injeksi uga bisa digunakake kanggo nyuntikake bahan kimia liyane sing terus-terusan mudhun lan bisa nyuda tantangan liyane sing bisa kedadeyan ing ngisor pabrik proses.
A sinau lengkap wis dileksanakake ngembangaken strategi ukuran downhole saka Oseberg S utawa lapangan.Keprigelan skala utama yaiku CaCO;scaling ing tabung ndhuwur lan bisa gagal DHSV.Oseberg S utawa pertimbangan strategi manajemen skala nyimpulake yen sajrone telung taun, DHCI minangka solusi sing paling efisien biaya ing sumur ing ngendi jalur injeksi kimia bisa digunakake.Elemen biaya utama sing ana gandhengane karo teknik saingan saka squeeze skala yaiku lenga sing ditundha tinimbang biaya kimia / operasional.Kanggo aplikasi inhibitor skala ing angkat gas, faktor utama ing biaya kimia yaiku tingkat angkat gas sing dhuwur sing nyebabake konsentrasi SI sing dhuwur, amarga konsentrasi kudu diimbangi karo tingkat angkat gas kanggo ngindhari raja bedhil kimia.Kanggo loro sumur ing Oseberg S utawa sing duwe garis DHC I sing apik, pilihan iki dipilih kanggo nglindhungi DHS V marang CaCO;scaling.
Sistem injeksi terus-terusan lan katup
Solusi rampung sing wis ana nggunakake sistem injeksi kimia terus-terusan ngadhepi tantangan kanggo nyegah plugging saka garis kapiler.Biasane sistem injeksi kasusun saka baris kapiler, 1/4 "utawa 3/8" diameteripun njaba (OD), kecanthol nganti manifold lumahing, panganan liwat-lan disambungake menyang gantungan tubing ing sisih annular saka tubing.Ing baris kapiler ditempelake ing diameteripun njaba saka tubing produksi dening clamps krah tubing khusus lan mlaku ing njaba tabung kabeh cara mudhun kanggo mandrel injeksi kimia.Mandrel tradisional diselehake munggah-stream saka DHS V utawa luwih jero ing sumur kanthi tujuan kanggo menehi wektu sawur bahan kimia nyuntikaken lan kanggo panggonan kimia ngendi tantangan ditemokaké.
Ing katup injeksi kimia, Fig.2, kartrid cilik kira-kira 1,5 "ing diameteripun ngemot katup mriksa sing nyegah cairan wellbore mlebu ing garis kapiler.Iku mung poppet cilik nunggang ing spring.Pasukan spring nyetel lan prédhiksi tekanan sing dibutuhake kanggo mbukak poppet saka kursi sealing.Nalika bahan kimia wiwit mili, poppet diangkat saka kursi lan mbukak katup mriksa.
Sampeyan kudu duwe rong katup mriksa dipasang.Siji katup minangka penghalang utama sing nyegah cairan sumur sumur mlebu ing garis kapiler.Iki nduweni tekanan bukaan sing relatif kurang (2-15bars). Yen tekanan hidrostatik ing njero kapiler kurang saka tekanan sumur, cairan sumur bakal nyoba mlebu ing garis kapiler.Katup mriksa liyane duwe tekanan bukaan atipikal 130-250 bar lan dikenal minangka sistem pencegahan tabung U.Katup iki nyegah bahan kimia ing garis kapiler supaya bebas mili menyang bolongan sumur yen tekanan hidrostatik ing garis kapiler luwih gedhe tinimbang tekanan sumur ing titik injeksi kimia ing pipa produksi.
Saliyane rong katup mriksa, biasane ana saringan in-line, tujuane kanggo mesthekake yen ora ana lebu apa wae sing bisa mbebayani kemampuan sealing sistem katup.
Ukuran katup mriksa sing diterangake rada cilik, lan kebersihan cairan sing disuntikake penting kanggo fungsi operasional.Dipercaya manawa puing-puing ing sistem kasebut bisa dibuwang kanthi nambah laju aliran ing njero garis kapiler, supaya katup mriksa kanthi sengaja mbukak.
Nalika katup mriksa mbukak, tekanan sing mili cepet mudhun lan nyebar munggah garis kapiler nganti tekanan maneh mundhak.Katup mriksa banjur bakal ditutup nganti aliran bahan kimia mbangun tekanan sing cukup kanggo mbukak tutup;asil punika osilasi meksa ing sistem katup mriksa.Tekanan bukaan sing luwih dhuwur ing sistem katup mriksa, area aliran sing kurang ditetepake nalika katup mriksa mbukak lan sistem nyoba nggayuh kahanan keseimbangan.
Katup injeksi kimia duwe tekanan bukaan sing relatif kurang;lan kudu tekanan tubing ing titik welingan kimia dadi kurang saka jumlah meksa hidrostatik bahan kimia nang baris kapiler plus mriksa meksa bukaan tutup, cedhak vakum utawa vakum bakal kelakon ing sisih ndhuwur baris kapiler.Nalika injeksi bahan kimia mandheg utawa aliran bahan kimia kurang, kahanan vakum sing cedhak bakal kedadeyan ing bagean ndhuwur garis kapiler.
Tingkat vakum gumantung saka tekanan sumur, gravitasi spesifik saka campuran kimia sing disuntik sing digunakake ing njero saluran kapiler, tekanan bukaan katup ing titik injeksi lan laju aliran bahan kimia ing njero garis kapiler.Kondisi sumur bakal beda-beda sajrone umur lapangan lan potensial kanggo vakum uga beda-beda ing lembur.Penting kanggo ngerti kahanan iki kanggo njupuk pertimbangan lan pancegahan sing bener sadurunge tantangan sing dikarepake kedadeyan.
Bebarengan karo tingkat injeksi sing murah, biasane pelarut sing digunakake ing jinis aplikasi kasebut nguap sing nyebabake efek sing durung ditliti kanthi lengkap.Efek kasebut minangka raja bedhil utawa udan padatan, contone polimer, nalika pelarut nguap.
Salajengipun, sel galvanik bisa dibentuk ing fase transisi antarane permukaan cairan kimia lan fase gas cedhak vakum sing diisi uap ing ndhuwur.Iki bisa nyebabake korosi pitting lokal ing garis kapiler minangka akibat saka tambah agresivitas bahan kimia ing kahanan kasebut.Serpihan utawa kristal uyah sing dibentuk minangka film ing njero garis kapiler amarga interior garing bisa macet utawa nyolok garis kapiler.
Filosofi penghalang sing apik
Nalika ngrancang solusi sumur sing kuat, Statoil mbutuhake safety sumur ing kabeh wektu sajrone siklus urip sumur.Mangkono, Statoil mbutuhake ana rong alangan sumur independen sing utuh.Gambar 3 nuduhake skema penghalang sumur atipikal, ing ngendi warna biru nggambarake amplop penghalang sumur primer;ing kasus iki tabung produksi.Werna abang nggambarake amplop penghalang sekunder;casing.Ing sisih kiwa ing sketsa, injeksi kimia dituduhake minangka garis ireng kanthi titik injeksi menyang pipa produksi ing wilayah sing ditandhani abang (halangan sekunder).Kanthi ngenalake sistem injeksi kimia menyang sumur, alangan sumur sumur primer lan sekunder bakal mbebayani.
Riwayat kasus korosi
Urutan acara
Injeksi kimia downhole saka inhibitor skala wis diterapake ing lapangan minyak sing dioperasikake dening Statoil ing Landasan Kontinental Norwegia.Ing kasus iki, inhibitor skala sing ditrapake asline wis mumpuni kanggo aplikasi sisih ndhuwur lan ngisor laut.Recompletion saka sumur iki ngiring dening instalasi DHCIpointat2446mMD, Fig.3.Injeksi downhole saka inhibitor skala topside diwiwiti tanpa tes kimia luwih lanjut.
Sawise setahun kebocoran operasi ing sistem injeksi kimia diamati lan penyelidikan diwiwiti.Kebocoran kasebut nduwe pengaruh ngrugekake ing alangan sumur.Kedadeyan sing padha uga kedadeyan ing sawetara sumur lan sawetara sumur kudu ditutup nalika diselidiki.
Tubing produksi ditarik lan ditliti kanthi rinci.Serangan korosi diwatesi ing sisih pinggir pipa, lan sawetara sambungan pipa wis karat nganti ana bolongan.Kira-kira 8,5mm nglukis 3% krom baja wis disintegrated kurang saka 8 sasi.Korosi utama wis kedadeyan ing bagean ndhuwur sumur, saka sumur mudhun nganti kira-kira 380m MD, lan sambungan pipa sing paling rusak ditemokake ing sekitar 350m MD.Ing ngisor iki ambane sethitik utawa ora karat diamati, nanging akeh lebu ditemokake ing OD tubing.
Casing 9-5 / 8 '' uga dipotong lan ditarik lan efek sing padha diamati;karo korosi ing bagean ndhuwur sumur ing sisih siji wae.Kebocoran sing disebabake amarga pecah bagean casing sing lemah.
Bahan baris injeksi kimia yaiku Alloy 825.
Kualifikasi kimia
Sifat kimia lan tes karat minangka fokus penting ing kualifikasi inhibitor skala lan inhibitor skala nyata wis mumpuni lan digunakake ing aplikasi topside lan subsea sajrone pirang-pirang taun.Alesan kanggo nglamar downhole kimia nyata wis nambah sifat lingkungan kanthi ngganti kimia downhole ana Nanging, inhibitor skala mung wis digunakake ing ambient topside lan seabed Suhu (4-20 ℃).Nalika disuntikake ing sumur, suhu bahan kimia kasebut bisa nganti 90 ℃, nanging ora ana tes luwih lanjut sing ditindakake ing suhu kasebut.
Tes corrosivity awal wis ditindakake dening supplier kimia lan asil nuduhake 2-4mm / taun kanggo baja karbon ing suhu dhuwur.Sajrone fase iki ana keterlibatan minimal saka kompetensi teknis material operator.Tes anyar banjur ditindakake dening operator sing nuduhake yen inhibitor skala banget korosif kanggo bahan ing tabung produksi lan casing produksi, kanthi tingkat karat ngluwihi 70mm / taun.Bahan baris injeksi kimia Alloy 825 durung dites marang inhibitor skala sadurunge injeksi.Suhu sumur bisa tekan 90 ℃ lan tes sing cukup kudu ditindakake ing kahanan kasebut.
Penyelidikan uga nuduhake yen inhibitor skala minangka larutan pekat wis nglaporake pH <3.0.Nanging, pH durung diukur.Banjur pH sing diukur nuduhake nilai pH 0-1 sing sithik banget.Iki nggambarake kabutuhan pangukuran lan pertimbangan materi saliyane nilai pH sing diwenehake.
Interpretasi asil
Garis injeksi (Fig.3) dibangun kanggo menehi tekanan hidrostatik saka inhibitor skala sing ngluwihi tekanan ing sumur ing titik injeksi.Inhibitor disuntikake kanthi tekanan sing luwih dhuwur tinimbang sing ana ing sumur.Iki nyebabake efek U-tube nalika nutup sumur.Katup bakal tansah mbukak kanthi tekanan sing luwih dhuwur ing garis injeksi tinimbang ing sumur.Vakum utawa penguapan ing garis injeksi bisa kedadeyan.Tingkat korosi lan risiko pitting paling gedhe ing zona transisi gas/cair amarga penguapan pelarut.Eksperimen laboratorium sing ditindakake ing kupon dikonfirmasi teori iki.Ing sumur sing ana bocor, kabeh bolongan ing garis injeksi dumunung ing sisih ndhuwur garis injeksi kimia.
Fig.. 4 nuduhake photography saka baris DHC aku karo karat pitting wujud.Korosi sing katon ing pipa produksi njaba nuduhake paparan lokal saka inhibitor skala saka titik bocor pitting.Kebocoran kasebut disebabake dening korosi pitting dening bahan kimia sing korosif banget lan bocor liwat garis injeksi kimia menyang casing produksi.Inhibitor skala disemprotake saka garis kapiler sing diadu menyang casing lan tubing lan ana bocor.Konsekuensi sekunder saka bocor ing garis injeksi durung dianggep.Sampeyan iki rampung sing karat casing-lan tubing ana asil saka klempakan inhibitor skala ndedonga saka garis kapiler pitted menyang casing lan tubing, Fig.5.
Ing kasus iki, ana kekurangan keterlibatan insinyur kompetensi materi.Korosi bahan kimia ing jalur DHCI durung diuji lan efek sekunder amarga bocor durung dievaluasi;kayata apa bahan ing sakubenge bisa ngidinke paparan kimia.
Sajarah kasus raja senjata kimia
Urutan acara
Strategi pencegahan skala kanggo lapangan HP HT yaiku injeksi terus-terusan inhibitor skala hulu katup safety downhole.Potensi skala kalsium karbonat sing abot diidentifikasi ing sumur.Salah sawijining tantangan yaiku suhu dhuwur lan tingkat produksi gas lan kondensat sing dhuwur digabungake karo tingkat produksi banyu sing sithik.Ing badhan dening injecting ukuran inhibitor ana sing solvent bakal diudani dening tingkat produksi gas dhuwur lan bedhil raja kimia bakal kelakon ing titik injeksi hulu katup safety ing sumur, Fig.1.
Sajrone kualifikasi inhibitor skala fokus ing efisiensi produk ing kondisi HP HT kalebu prilaku ing sistem proses topside (suhu kurang).Presipitasi saka inhibitor skala dhewe ing tabung produksi amarga tingkat gas sing dhuwur minangka perhatian utama.Tes laboratorium nuduhake manawa inhibitor skala bisa endapan lan nempel ing tembok pipa.Operasi katup safety mulane bisa ngalahake resiko.
Pengalaman nuduhake yen sawise sawetara minggu operasi, garis kimia bocor.Sampeyan bisa ngawasi tekanan sumur ing gauge permukaan sing dipasang ing garis kapiler.Garis kasebut diisolasi kanggo entuk integritas sing apik.
Garis injeksi kimia ditarik metu saka sumur, dibukak lan dipriksa kanggo diagnosa masalah lan nemokake alasan sing bisa gagal.Minangka bisa dideleng ing Fig.6, jumlah endapan sing signifikan ditemokake lan analisis kimia nuduhake yen sawetara iki minangka inhibitor skala.Precipitate dumunung ing segel lan poppet lan tutup ora bisa dilakokno.
Gagal katup disababaké déning lebu ing njero sistem katup nyegah katup mriksa mangan ing kursi logam menyang logam.Lebu kasebut ditliti lan partikel utama dibuktekake minangka cukur logam, bisa uga diprodhuksi sajrone proses instalasi saluran kapiler.Kajaba iku, sawetara lebu putih diidentifikasi ing loro katup mriksa utamane ing sisih mburi katup.Iki minangka sisih tekanan rendah, yaiku sisih pinggir mesthi kontak karo cairan sumur.Kaping pisanan, iki diyakini minangka puing saka sumur produksi amarga katup wis macet lan mbukak cairan sumur.Nanging pamriksan lebu kasebut kabukten minangka polimer kanthi kimia sing padha karo bahan kimia sing digunakake minangka inhibitor skala.Iki narik kawigatosan kita lan Statoil pengin njelajah alasan ing mburi puing polimer sing ana ing garis kapiler.
Kualifikasi kimia
Ing lapangan HP HT ana akeh tantangan bab pilihan saka bahan kimia cocok kanggo ngurangi macem-macem masalah produksi.Ing kualifikasi inhibitor skala kanggo downhole injeksi terus-terusan, tes ing ngisor iki ditindakake:
● Stabilitas produk
● Thermal tuwa
● Tes kinerja dinamis
● Kompatibilitas karo banyu formasi lan inhibitor hidrat (MEG)
● Statis lan dinamis gun king test
● banyu informasi re-disolusi, kimia seger lan MEG
Bahan kimia kasebut bakal disuntikake kanthi tingkat dosis sing wis ditemtokake,nanging produksi banyu ora kudu tetep,yaiku slugging banyu.Ing antarane slugs banyu,nalika bahan kimia mlebu ing sumur,iku bakal ketemu dening panas,aliran cepet saka gas hidrokarbon.Iki padha karo nyuntikake inhibitor skala ing aplikasi angkat gas (Fleming etal.2003).
suhu gas dhuwur,risiko stripping solvent banget dhuwur lan bedhil raja bisa nimbulaké blockage saka tutup injeksi.Iki minangka resiko sanajan kanggo bahan kimia sing diformulasikan kanthi pelarut tekanan uap dhuwur / tekanan uap rendah lan Depresan Tekanan Uap liyane (VPD).,aliran banyu tatanan,MEG lan / utawa bahan kimia seger kudu bisa mbusak utawa mbubarake maneh bahan kimia dehidrasi utawa gunked metu.
Ing kasus iki rig test laboratorium novel dirancang kanggo niru kahanan mili cedhak bandar injeksi ing HP / HTg minangka sistem produksi.Asil saka tes raja gun dinamis nduduhake yen ing kondisi aplikasi ngajokaken mundhut solvent pinunjul direkam.Iki bisa nyebabake raja bedhil kanthi cepet lan pungkasane ngalangi garis aliran.Karya kasebut nuduhake manawa ana risiko sing relatif signifikan kanggo injeksi kimia sing terus-terusan ing sumur kasebut sadurunge produksi banyu lan nyebabake keputusan kanggo nyetel prosedur wiwitan normal kanggo lapangan iki, nundha injeksi kimia nganti terobosan banyu dideteksi.
Kualifikasi saka inhibitor skala kanggo downhole injeksi terus-terusan wis fokus dhuwur ing solvent stripping lan gun king saka inhibitor skala ing titik injeksi lan ing flowline nanging potensial kanggo bedhil raja ing katup injeksi dhewe ora dievaluasi.Katup injeksi mbokmenawa gagal amarga mundhut pelarut sing signifikan lan raja bedhil kanthi cepet,Fig.6.Asil nuduhake yen iku penting kanggo duwe tampilan sakabehe saka sistem;ora mung fokus ing tantangan produksi,nanging uga tantangan related kanggo injeksi saka kimia,yaiku katup injeksi.
Pengalaman saka lapangan liyane
Salah sawijining laporan awal babagan masalah karo garis injeksi kimia jarak adoh yaiku saka lapangan satelit Gull fak sandVig dis (Osa etal.2001). menyang garis liwat katup injeksi.Pedoman anyar kanggo pangembangan bahan kimia produksi subsea dikembangake.Syarat kalebu mbusak partikel (filtrasi) lan nambah inhibitor hidrat (contone glikol) kanggo kabeh inhibitor skala adhedhasar banyu sing bakal disuntikake ing cithakan subsea.Stabilitas kimia,viskositas lan kompatibilitas (cairan lan bahan) uga dianggep.Keperluan kasebut wis ditindakake luwih lanjut menyang sistem Statoil lan kalebu injeksi kimia downhole.
Sajrone fase pangembangan Oseberg S utawa lapangan diputusake yen kabeh sumur kudu rampung karo sistem DHC I(Fleming etal.2006). Tujuane kanggo nyegah CaCO；scaling ing tubing ndhuwur dening injeksi SI.Salah sawijining tantangan utama babagan garis injeksi kimia yaiku nggayuh komunikasi antarane permukaan lan outlet downhole.Ing diameteripun internal baris injeksi kimia narrowed saka 7mm kanggo 0.7mm(ID) watara tutup safety annulus amarga watesan papan lan kemampuan saka Cairan kanggo diangkut liwat bagean iki wis dipengaruhi ing tingkat sukses.Sawetara sumur platform duwe jalur injeksi kimia sing dipasang,nanging alesane ora dimangerteni.Sepur saka macem-macem cairan (glycol,kasar,kondensat,xylene,inhibitor skala,banyu lan liya-liyane) diuji laboratorium kanggo viskositas lan kompatibilitas lan dipompa maju lan mundur kanggo mbukak garis.;nanging,inhibitor skala target ora bisa dipompa kabeh mudhun kanggo katup injeksi kimia.Salajengipun,komplikasi katon kanthi presipitasi inhibitor skala fosfonat bebarengan karo residu CaCl z completion brine ing siji sumur lan gun king saka inhibitor skala ing sumur kanthi rasio bensin dhuwur lan potongan banyu sing sithik (Fleming etal.2006)
Piwulang sing disinaoni
Pengembangan metode tes
Piwulang utama sing disinaoni saka kegagalan sistem DHC I yaiku babagan efisiensi teknis saka inhibitor skala lan ora babagan fungsi lan injeksi kimia.Injeksi topside lan injeksi subsea wis mlaku kanthi apik;nanging,aplikasi wis lengkap kanggo injeksi kimia downhole tanpa nganyari cocog saka cara kualifikasi kimia.Pengalaman Statoil saka rong kasus lapangan sing dituduhake yaiku dokumentasi utawa pedoman sing ngatur kanggo kualifikasi kimia kudu dianyari kanggo nyakup aplikasi kimia iki.Loro tantangan utama wis diidentifikasi minangka i) vakum ing baris injeksi kimia lan ii) udan potensial saka bahan kimia.
Penguapan bahan kimia bisa kedadeyan ing pipa produksi (kaya sing katon ing kasus raja bedhil) lan ing pipa injeksi (antarmuka transien wis diidentifikasi ing kasus vakum) ana risiko precipitates kasebut bisa dipindhah karo aliran lan menyang katup injeksi lan luwih menyang sumur.Katup injeksi asring dirancang kanthi panyaring hulu titik injeksi,iki tantangan,kaya ing kasus udan, saringan iki bisa kepasang nyebabake katup gagal.
Pengamatan lan kesimpulan awal saka pelajaran sing disinaoni ngasilake studi laboratorium sing ekstensif babagan fenomena kasebut.Tujuan umume yaiku ngembangake metode kualifikasi anyar kanggo ngindhari masalah sing padha ing mangsa ngarep.Ing panliten iki, macem-macem tes wis ditindakake lan sawetara metode laboratorium wis dirancang (dikembangake supaya) kanggo mriksa bahan kimia sing ana gandhengane karo tantangan sing diidentifikasi.
● Filter blockages lan stabilitas produk ing sistem tertutup.
● Efek mundhut solvent parsial ing corrosivity saka bahan kimia.
● Efek mundhut solvent parsial ing kapiler ing tatanan saka ngalangi utawa dihubungake viscous.
Sajrone tes metode laboratorium, sawetara masalah potensial wis diidentifikasi
● Filter blockages bola-bali lan stabilitas miskin.
● Pembentukan padatan sawise penguapan parsial saka kapiler
● owah-owahan PH amarga mundhut solvent.
Sifat tes sing ditindakake uga nyedhiyakake informasi lan kawruh tambahan babagan owah-owahan sifat fisik bahan kimia ing kapiler nalika ngalami kahanan tartamtu.,lan carane iki beda karo solusi akeh sing ngalami kahanan sing padha.Pakaryan tes kasebut uga ngerteni bedane akeh ing antarane cairan akeh,fase uap lan cairan sisa sing bisa nyebabake potensial udan lan / utawa tambah korosi.
Prosedur tes kanggo corrosivity saka inhibitor skala dikembangake lan kalebu ing dokumentasi sing ngatur.Kanggo saben aplikasi tes korosivitas lengkap kudu ditindakake sadurunge injeksi inhibitor skala bisa ditindakake.Tes raja senjata kimia ing garis injeksi uga wis ditindakake.
Sadurunge miwiti kualifikasi bahan kimia, penting kanggo nggawe ruang lingkup kerja sing nggambarake tantangan lan tujuan bahan kimia kasebut.Ing tahap wiwitan, penting kanggo ngenali tantangan utama supaya bisa milih jinis bahan kimia sing bakal ngrampungake masalah kasebut.Ringkesan kritéria nampa sing paling penting bisa ditemokake ing Tabel 2.
Kualifikasi bahan kimia
Kualifikasi bahan kimia kalebu loro tes lan evaluasi teoritis kanggo saben aplikasi.Spesifikasi teknis lan kritéria tes kudu ditetepake lan ditetepake,contone ing HSE,kompatibilitas materi,stabilitas produk lan kualitas produk (partikel).Salajengipun,titik beku,viskositas lan kompatibilitas karo bahan kimia liyane,inhibitor hidrat,banyu formasi lan cairan sing diasilake kudu ditemtokake.Dhaptar cara tes sing disederhanakake sing bisa digunakake kanggo kualifikasi bahan kimia diwenehi ing Tabel 2.
Fokus terus-terusan lan ngawasi efisiensi teknis,tarif dosis lan bukti HSE penting.Persyaratan produk bisa ngganti lapangan utawa umur pabrik proses；beda karo tingkat produksi uga komposisi cairan.Kegiatan tindak lanjut kanthi evaluasi kinerja,optimalisasi lan/utawa tes bahan kimia anyar kudu kerep ditindakake kanggo mesthekake program perawatan sing optimal.
Gumantung ing kualitas lenga,produksi banyu lan tantangan teknis ing pabrik produksi lepas pantai,panggunaan bahan kimia produksi bisa uga dibutuhake kanggo entuk kualitas ekspor,syarat peraturan,lan kanggo ngoperasikake instalasi lepas pantai kanthi aman.Kabeh lapangan duwe tantangan sing beda-beda, lan bahan kimia produksi sing dibutuhake bakal beda-beda saka lapangan menyang lapangan lan lembur.
Penting kanggo fokus ing efisiensi teknis produksi bahan kimia ing program kualifikasi,nanging uga penting banget kanggo fokus marang sifat-sifat kimia kasebut,kayata stabilitas,kualitas produk lan kompatibilitas.Kompatibilitas ing setelan iki tegese kompatibilitas karo cairan,bahan lan bahan kimia produksi liyane.Iki bisa dadi tantangan.Ora dikarepake nggunakake bahan kimia kanggo ngatasi masalah kanggo nemokake yen bahan kimia kasebut nyumbang utawa nggawe tantangan anyar.Bisa uga sifat-sifat kimia lan dudu tantangan teknis sing dadi tantangan paling gedhe.
Syarat khusus
Keperluan khusus kanggo filtrasi produk sing diwenehake kudu ditrapake kanggo sistem subsea lan kanggo downhole injeksi terus-terusan.Saringan lan saringan ing sistem injeksi kimia kudu diwenehake adhedhasar spesifikasi peralatan hilir saka sistem injeksi sisih ndhuwur.,pompa lan katup injeksi,menyang katup injeksi downhole.Yen injeksi bahan kimia terus-terusan ing downhole, spesifikasi ing sistem injeksi kimia kudu adhedhasar spesifikasi kanthi kritisitas paling dhuwur.Iki bisa uga filter ing downhole katup injeksi.
Tantangan injeksi
Sistem injeksi bisa uga nuduhake jarak 3-50km saka garis aliran ngisor laut umbilical lan 1-3km mudhun menyang sumur.Sifat fisik kayata viskositas lan kemampuan kanggo ngompa bahan kimia penting.Yen viskositas ing suhu dhasar laut dhuwur banget, bisa dadi tantangan kanggo ngompa bahan kimia kasebut liwat garis injeksi kimia ing umbilical subsea lan menyang titik injeksi subsea utawa ing sumur.Viskositas kudu miturut spesifikasi sistem ing panyimpenan sing dikarepake utawa suhu operasional.Iki kudu dievaluasi ing saben kasus,lan bakal gumantung sistem.Minangka Tabel tingkat injeksi kimia minangka faktor kanggo sukses ing injeksi kimia.Kanggo nyilikake risiko plugging baris injeksi kimia,bahan kimia ing sistem iki kudu hydrate nyandhet (yen potensial kanggo hidrat).Kompatibilitas karo cairan sing ana ing sistem (cairan pengawetan) lan inhibitor hidrat kudu ditindakake.Tes stabilitas bahan kimia ing suhu nyata (suhu sekitar paling murah,suhu sekitar,suhu subsea,suhu injeksi) kudu liwati.
Program kanggo ngumbah garis injeksi kimia ing frekuensi tartamtu uga kudu dianggep.Bisa uga menehi efek pencegahan kanthi rutin ngumbah garis injeksi kimia nganggo pelarut,glikol utawa kimia reresik kanggo mbusak celengan bisa sadurunge akumulasi lan bisa nimbulaké plugging saka baris.Solusi kimia sing dipilih saka cairan siram kudukompatibel karo bahan kimia ing baris injeksi.
Ing sawetara kasus, garis injeksi kimia digunakake kanggo sawetara aplikasi kimia adhedhasar tantangan sing beda sajrone umur lapangan lan kahanan cairan.Ing fase produksi awal sadurunge terobosan banyu, tantangan utama bisa beda karo sing ana ing umur pungkasan sing asring ana gandhengane karo produksi banyu.Kanggo ngganti saka non-air inhibitor adhedhasar solvent kayata aspal ene inhibitor kanggo banyu adhedhasar kimia kayata inhibitor skala bisa menehi tantangan karo kompatibilitas.Mula, penting kanggo fokus ing kompatibilitas lan kualifikasi lan panggunaan spacer nalika direncanakake ngganti bahan kimia ing garis injeksi kimia.
Bahan
Babagan kompatibilitas materi,kabeh bahan kimia kudu kompatibel karo segel,elastomer,gasket lan bahan konstruksi sing digunakake ing sistem injeksi kimia lan pabrik produksi.Prosedur tes kanggo corrosivity bahan kimia (contone inhibitor skala asam) kanggo terus injeksi downhole kudu dikembangaké.Kanggo saben aplikasi tes korosivitas lengkap kudu ditindakake sadurunge injeksi bahan kimia bisa ditindakake.
rembugan
Kaluwihan lan cacat injeksi kimia downhole terus-terusan kudu dievaluasi.Injeksi terus-terusan saka inhibitor skala kanggo nglindhungi DHS Vor tubing produksi minangka cara sing elegan kanggo nglindhungi sumur saka skala.Kaya kasebut ing makalah iki ana sawetara tantangan karo injeksi kimia downhole terus-terusan,nanging kanggo nyuda resiko, penting kanggo ngerti fenomena sing ana gandhengane karo solusi kasebut.
Salah sawijining cara kanggo nyuda resiko yaiku fokus ing pangembangan metode tes.Dibandhingake karo injeksi kimia ndhuwur utawa subsea ana kahanan sing beda lan luwih abot ing sumur.Prosedur kualifikasi kanggo bahan kimia kanggo injeksi bahan kimia terus-terusan kudu nimbang owah-owahan ing kahanan kasebut.Kualifikasi bahan kimia kudu digawe miturut materi sing bisa kena kontak karo bahan kimia.Keperluan kanggo kualifikasi kompatibilitas lan uji coba ing kahanan sing bisa ditiru kanthi cedhak karo macem-macem kahanan siklus urip sumur sing bakal ditindakake sistem kasebut kudu dianyari lan ditindakake.Pangembangan metode tes kudu dikembangake luwih lanjut kanggo tes sing luwih nyata lan representatif.
Kajaba iku,interaksi antarane bahan kimia lan peralatan penting kanggo sukses.Pangembangan katup kimia injeksi kudu nimbang sifat kimia lan lokasi katup injeksi ing sumur.Sampeyan kudu dianggep kalebu katup injeksi nyata minangka bagean saka peralatan tes lan nindakake tes kinerja saka inhibitor skala lan desain katup minangka bagean saka program kualifikasi.Kanggo kualifikasi inhibitor skala,fokus utama wis sadurungé ing tantangan proses lan inhibisi ukuran,nanging inhibisi skala sing apik gumantung marang injeksi sing stabil lan terus-terusan.Tanpa injeksi stabil lan terus-terusan potensial kanggo skala bakal nambah.Yen katup injeksi inhibitor skala gunk ed lan ora ana injeksi inhibitor skala menyang aliran cairan,katup sumur lan safety ora dilindhungi saka skala lan mula produksi sing aman bisa mbebayani.Prosedur kualifikasi kudu ngurus tantangan sing ana gandhengane karo injeksi inhibitor skala saliyane tantangan proses lan efisiensi inhibitor skala sing berkualitas.
Pendekatan anyar iki kalebu sawetara disiplin lan kerjasama antarane disiplin lan tanggung jawab masing-masing kudu dijlentrehake.Ing aplikasi iki sistem proses topside,Cithakan subsea lan uga desain lan completions melu.Jaringan multi-disiplin fokus kanggo ngembangake solusi sing kuat kanggo sistem injeksi kimia penting lan bisa uga dadi cara kanggo sukses.Komunikasi antarane macem-macem disiplin iku kritis;komunikasi utamané cedhak antarane kimiawan sing duwe kontrol saka bahan kimia Applied lan insinyur sumur sing duwe kontrol peralatan digunakake ing sumur iku penting.Kanggo mangerteni tantangan disiplin sing beda-beda lan sinau saka siji liyane, penting kanggo ngerti kerumitan kabeh proses.
Kesimpulan
● injeksi terus-terusan saka inhibitor skala kanggo nglindhungi DHS Vor tubing produksi minangka cara sing elegan kanggo nglindhungi sumur kanggo skala
● Kanggo ngatasi tantangan sing diidentifikasi,Rekomendasi ing ngisor iki yaiku:
● Prosedur kualifikasi DHCI khusus kudu ditindakake.
● Cara kualifikasi kanggo katup injeksi kimia
● Cara tes lan kualifikasi kanggo fungsi kimia
● Pangembangan metode
● Pengujian materi sing relevan
● Interaksi multi-disiplin ngendi komunikasi antarane macem-macem disiplin melu iku wigati kanggo sukses.
Matur nuwun
Penulis pengin matur nuwun marang Statoil AS A kanggo ijin kanggo nerbitake karya iki lan Baker Hughes lan Schlumberger kanggo ngidini nggunakake gambar ing Fig.2.
Nomenklatur
(Ba/Sr)SO4=barium/strontium sulfat
CaCO3 = kalsium karbonat
DHCI = injeksi kimia downhole
DHSV = katup pengaman downhole
contone = contone
GOR = rasio gasoil
HSE = Health Safety Environment
HPHT = tekanan dhuwur suhu dhuwur
ID = diameteripun njero
ie = yaiku
km = km
mm = milimeter
MEG = mono etilena glikol
mMD = meter ambane diukur
OD = diameter njaba
SI = inhibitor skala
mTV D = ambane vertikal total meter
U-tube = tabung berbentuk U
VPD = depresan tekanan uap
Gambar 1. Ringkesan sistem injeksi kimia subsea lan downhole ing lapangan atipikal.Sketsa injeksi kimia munggah stream DHSV lan tantangan samesthine related.DHS V = katup pengaman downhole, PWV = katup sayap proses lan PM V = katup master proses.
Gambar 2. Sketsa sistem injeksi kimia downhole atypical karo mandrel lan tutup.Sistem kasebut disambungake menyang manifold permukaan, disambungake menyang gantungan pipa ing sisih annular pipa.Mandrel injeksi kimia sacara tradisional diselehake ing jero sumur kanthi tujuan kanggo menehi perlindungan kimia.
Gambar 3. Skema penghalang sumur khas,ing ngendi werna biru nggambarake amplop penghalang sumur utama;ing kasus iki tabung produksi.Werna abang nggambarake amplop penghalang sekunder;casing.Ing sisih kiwa dituduhake injeksi kimia, garis ireng kanthi titik injeksi menyang pipa produksi ing wilayah sing ditandhani abang (halangan sekunder).
Figure 4. Pitted bolongan ditemokaké ing bagean ndhuwur 3/8 "garis injeksi.Wilayah kasebut ditampilake ing sketsa skema penghalang sumur atipikal, ditandhani karo elips oranye.
Figure 5. Serangan korosi abot ing 7 "3% Chrome tubing.Angka kasebut nuduhake serangan korosi sawise inhibitor skala disemprotake saka garis injeksi kimia sing diadu menyang pipa produksi.
Gambar 6. Lebu sing ditemokake ing katup injeksi kimia.Lebu ing kasus iki yaiku cukur logam sing mbokmenawa saka proses instalasi saliyane sawetara puing putih.Pamriksan lebu putih mbuktekaken minangka polimer kanthi kimia sing padha karo bahan kimia sing disuntikake
Wektu kirim: Apr-27-2022