석유 및 가스 산업에서 가장 지속적인 흐름 보증 문제 중 하나는 생산 및 가공 시스템 내에서 규모의 형성입니다. 스케일은 물에서 침전하는 미네랄 염의 증착을 말해서 생산 튜브, 파이프 라인, 밸브, 펌프 및 기타 장비를 방해 할 수있는 단단한 결정질 고체를 형성합니다. 이러한 예금은 운영 효율성을 크게 줄이고 유지 보수 비용을 증가 시키며 계획되지 않은 폐쇄로 이어질 수 있습니다. 이 문제를 해결하기 위해 스케일 억제제는 예방 화학 처리로 널리 사용되며 지속적이고 경제적으로 실행 가능한 석유 및 가스 생산을 유지하는 데 중요한 역할을합니다.
규모 가란 무엇이며 왜 형성됩니까?
형성수, 주입 물 또는 생산 된 물에 특정 용해 된 미네랄이 압력, 온도 또는 화학 환경의 변화로 인해 용해도 한계를 초과 할 때 스케일 형성. 가장 흔한 유형의 스케일은 탄산 칼슘 (카코 ₃), 황산 바륨 (바륨), 황산염 (SRSOA) 및 황산 칼슘 (CASO ₄)을 포함합니다. 예를 들어, 고농도의 바륨 이온을 함유 한 형성 수는 황산염 이온이 풍부한 해수 (물 주사 수술 중 일반적인 시나리오)와 접촉 할 때, 바륨 황산염 스케일은 빠르게 침전되어 생산 장비의 내부 표면을 준수 할 수 있습니다.
몇 가지 요인은 스케일 형성에 기여합니다. 열역학적 조건의 변화 (예 : 압력 및 온도 감소), 호환되지 않는 물 (형성 및 주사 물), pH 교대, 수상의 증발, COS 또는 HALS 농도의 변화. 이러한 요인들은 특히 운영 환경이 종종 극단 인 EOR (Enhanced Oil Recovery) 방법 및 심해 작업에서 널리 퍼져 있습니다.
스케일 억제제의 역할
스케일 억제제 미네랄 스케일의 강수량과 증착을 방지하거나 지연 시키도록 설계된 화학 첨가제입니다. 반응성 용액 인 기계적 제거 또는 산 자극과 달리, 스케일 억제제는 사전 스케일 제어 수단을 제공합니다. 이들 화학 물질은 임계 값 억제, 결정 왜곡, 핵 생성 억제 또는 분산과 같은 메커니즘을 통해 스케일 형성 염의 결정 성장 과정을 방해한다.
포스 포네이트, 폴리 아크릴 레이트, 다형성 및 설 폰화 중합체를 포함한 여러 종류의 스케일 억제제가 있습니다. 각각은 다양한 스케일링 환경에 적합한 고유 한 속성을 가지고 있습니다. 예를 들어, 포스 포네이트는 우수한 칼슘 내성 및 열 안정성으로 알려져있어 고온 우물에 이상적입니다. 반면, 폴리 아크릴 레이트와 같은 중합체는 침전 된 입자를 분산시키는 데보다 환경 친화적이고 효과적입니다.
응용 기술
웰 아키텍처, 스케일 유형 및 작동 조건에 따라 다양한 방법을 사용하여 스케일 억제제를 적용 할 수 있습니다. 가장 일반적인 응용 기술에는 다음이 포함됩니다.
연속 주사 : 억제제는 모세관 또는 주사 라인을 통해 생산 흐름에 지속적으로 주입됩니다. 이 방법은 표면 및 웰 보어 보호에 효과적이지만 일정한 화학 공급 및 모니터링이 필요합니다.
스퀴즈 처리 :이 방법에서, 스케일 억제제의 솔루션은 웰 보어를 통해 저수지에 주사 한 다음 일정 기간 동안 폐쇄되어 암석 형성에 흡착을 허용한다. 그런 다음 화학 물질은 시간이 지남에 따라 생산 흐름으로 천천히 방출되어 장기적인 보호 기능을 제공합니다.
배치 처리 : 연속 주입없이 억제제의 주기적 투여. 이 방법은 덜 복잡하지만 일반적으로 더 짧은 보호 간격을 제공합니다.
특정 처리 전략의 선택은 깊이, 유체 조성, 물 절단, 온도, 압력 및 화학 응용의 경제성과 같은 여러 요인에 달려 있습니다.
도전과 고려 사항
스케일 억제제는 매우 효과적이지만, 성능은 몇 가지 운영 문제에 의해 영향을받을 수 있습니다. 깊은 우물의 고온과 압력은 특정 억제제를 저하시켜 효능을 줄일 수 있습니다. 또한, 원치 않는 반응 또는 성능 감소를 방지하기 위해 다른 생산 첨가제 (부식 억제제 또는 생체 인물)와의 화학적 호환성을 보장해야합니다. 환경 규정은 또한 특히 배출 제한이 엄격한 해외 작업에서 사용 된 억제제의 유형을 결정하는 데 중요한 역할을합니다.
또 다른 중요한 측면은 압박 처리에서 억제제 리턴 프로파일입니다. 엔지니어는 화학 물질이 지속적인 보호를 제공하기 위해 제어 된 방식으로 형성에 잘 흡착되도록해야합니다. 이를 위해서는 신중한 실험실 테스트, 모델링 및 때로는 성능을 최적화하기 위해 시너지 적 혼합을 사용해야합니다.
스케일 억제 기술의 발전
규모의 최근 개발은 효율성, 환경 준수 및 비용 효율성 향상에 중점을 두었습니다. 나노 기술은 유망한 지역으로 떠오르고 있으며, 나노 규모의 운반체는 다공성 형성에보다 효과적으로 억제제를 전달하기 위해 개발되고있다. 생분해 성 및 녹색 스케일 억제제는 산업이보다 지속 가능한 화학 관리 관행으로 이동함에 따라 주목을 받고 있습니다.
또한 고급 모델링 소프트웨어를 사용하면 엔지니어가 스케일링 경향을 예측하고 생산 작업의 실시간 데이터를 사용하여 최적의 화학 프로그램을 설계 할 수 있습니다. 이 디지털 도구는 과다 복용을 최소화하고 환경 영향을 줄이며 비용을 최적화하는 데 도움이됩니다.
결론
스케일 억제제는 현대 석유 및 가스 운영에 없어야하므로 업계에서 가장 해로운 생산 문제 중 하나에 대한 예방 솔루션을 제공합니다. 그들의 적절한 선택, 공식 및 적용은 중단되지 않은 생산과 비용이 많이 드는 가동 중지 시간의 차이를 의미 할 수 있습니다. 업계가 발전하고보다 복잡한 운영 및 환경 요구에 직면함에 따라, 화학, 저수지 모델링 및 치료 기술의 혁신에 의해 뒷받침되는 규모 억제제의 역할은 계속 성장할 것입니다. 잘 설계된 규모 관리 프로그램은 장비 무결성과 흐름 보증을 보장 할뿐만 아니라 탄화수소 생산의 경제적 지속 가능성에 크게 기여합니다.
