رسوبزدایی از چاه نفت و گاز و لزوم حذف رسوب از خطوط لوله های صنعتی

رسوب و انسداد رسوب، تقریباً در تمام میادین نفت و گاز در سراسر جهان اتفاق می افتد. این رسوبات، به طور معمول، در لوله های چاه ایجاد می شود و خروجی لوله را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. همچنین، این رسوبات می تواند به تجهیزاتی مانند شیرهای ایمنی و بالابر گاز، آسیب برساند. روش‌های رسوبزدایی از چاه نفت و گاز، شامل روش‌های شیمیایی و مکانیکی است که هر کدام بسته به ویژگی‌های آن، جایگاه خاص خود را دارند. پیشتر، به بررسی انواع حلال های پاک کننده نفتی در تجهیزات نفت و گاز پرداختیم. در این مقاله، به بررسی رسوبزدایی از چاه نفت و گاز و حذف رسوب از خطوط لوله می پردازیم.

علت ایجاد رسوب در چاه نفت و رسوبزدایی از چاه نفت

نفت خام، یک منبع سوخت مهم است که در یک سوم تولید انرژی جهان نقش دارد. زیرساخت مورد استفاده این صنعت شامل هزاران مایل خط لوله نفت در کشورهای مختلف است. یکی از چالش های اصلی صنعت نفت و گاز، میزان رسوب است. رسوبات، عمدتاً به دلیل عبور آب در لوله و چاه نفت رخ می دهد. علاوه بر این، بعلت وجود آب شور در نفت و گاز، رسوبات سنگینی تشکیل می شود که منجر به افزایش آسیب سازند در مخزن، انسداد در خطوط لوله و نرخ خوردگی و همچنین باعث هزینه های هنگفت تصفیه می شود.

ترکیبات رسوب در لوله یا مخازن نفت و گاز

ترکیبات رسوب تا حد زیادی به عواملی مانند تعادل شیمیایی، زمان تماس، تبخیر و قدرت یونی، فشار، دما و pH بستگی دارد. این رسوبات، ترکیبی از عناصر مختلف همراه با وجود ترکیبات آلی مانند آسفالت و موم یا ترکیبات و رزین های حاوی گوگرد است. رایجترین نوع رسوب هایی که در صنعت نفت و گاز با آن روبرو می شوند، شامل کربنات ها، سولفات ها، اکسیدها یا هیدروکسیدها و سولفیدها هستند.

همچنین بخوانید:

♣ رسوب زدایی تجهیزات حرارتی شناورهای دریایی

♣ رسوب زدایی مبدل های حرارتی؛ انواع روش و کاربرد آن ها

کاربرد رسوبزدا برای چاه نفت و گاز

در چاه، پمپ و خطوط لوله نفت و گاز معمولا رسوبات سولفات باریم (BaSO4)، سولفات کلسیم (CaSO4)، سولفات منیزیم (MgSO4) و سولفات استرانسیم (SrSO4) وجود دارد. بنابراین، باید یک رسوب زدای موثر برای چاه نفت و گاز، استفاده گردد که حاوی فلوریدهای خطرناک نباشد. همچنین جایگزینی ایمن و کاربردی برای تصفیه سنتی از طریق اسید کلریدریک و سایر تصفیه اسیدی میادین نفتی باشد. همچنین رسوب زدا برای چاه و نفت، باید کارامد در جهت از بین بردن رسوبات آهک و کلسیمی باشد.

با چه موادی رسوبزدایی از چاه نفت کنیم؟

محصولات رسوب زدا از چاه نفت و گاز، باید سازگار با محیط زیست باشد و همچنین این مواد، بر روی انواع سطوحی مانند آلومینیوم، برنج، فلز، مس، شیشه و فولاد بی خطر باشند. انتظار می‌رود بازار جهانی رسوب‌ زدای نفت و گاز، به دلیل افزایش تقاضا جهت تامین انرژی، به طور پیوسته در حال رشد باشد. به طور کلی، باید رسوب زدایی استفاده کرد که دارای خصوصیات زیر باشد:

• انواع رسوبات آب و آهک را حل می کند.
• قابل استفاده بر روی انواع سطوح
• قابل استفاده در دماهای سردتر
• عملکرد را بهبود می بخشد و عمر تجهیزات را افزایش می دهد.

رسوبزدایی از پایپ لاین های نفتی

ترکیب رسوب از یک پایپ لاین نفتی به دیگری متفاوت است. این تنوع مواد معدنی، اجرای یک تکنیک حذف رسوب از خط لوله مناسب را چالش برانگیز می کند. صنعت نفت و گاز، به طور مداوم در جستجوی تکنیک های حذف رسوب از خط لوله های نفتی است. در سال‌ های اخیر، مفهوم تبدیل رسوب مطرح شد، که در آن با استفاده از یک عامل تبدیل کربنات پتاسیم، رسوبات سولفات به رسوبات کربناته تبدیل می‌شوند که راندمان حذف رسوب سولفات را به شدت بهبود بخشیده است.

رسوبزدایی از لوله های صنعتی

رسوبزدا های صنعتی، گندزدا های شیمیایی هستند که برای حذف رسوبات معدنی، گریس از خطوط لوله و تجهیزات در حوزه نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرند. بیشتر مواد رسوب زدای چاه نفت، حاوی فلوراید هستند که در دوزهای بالا، برای سلامتی انسان خطر جدی ایجاد می کنند. بنابراین، باید از یک محلول رسوب زدا چاه نفتی استفاده نمود، که بدون استفاده از سطوح بالای مواد شیمیایی خطرناک، تجهیزات را به طور موثری تمیز و چربی زدایی کند. و همچنین برای اعمال حذف رسوب از خطوط لوله و سایر سطوح، باعث ایجاد آسیب و خوردگی نشود.

رسوبزدایی از مایعات حفاری

کلسیم، منیزیم و سایر مواد محلول در مایعات حفاری، در پمپ ها، شیرآلات، بالابرها، خطوط لوله و سایر تجهیزات صنعتی موجب تولید رسوب می شوند. هنگامی که حذف رسوب از خط لوله صورت نگیرد، فلس های رسوبی ایجاد می شوند و باعث کوچک شدن قطر داخلی لوله می شوند، که بر عملکرد تجهیزات و نرخ جریان سیال تأثیر می گذارد. اجتناب از این مسائل مستلزم استفاده از مواد شیمیایی جهت حذف رسوب از خط لوله برای رسوبات سطحی و جلوگیری از اصلاح رسوب است. بنابراین رسوب زدایی از چاه نفت و مایعات حفاری، با مواد شیمیایی یا مکانیکی الزامی می باشد.

رسوب زدایی از مخازن ذخیره‌سازی نفت خام

رسوب در مخازن نفت خام، معمولا به دو صورت سولفات کلسیم و کربنات کلسیم می باشد، که می تواند منجر به انسداد لوله های حمل گردد. مقدار رسوب تعیین می کند که کدام نوع محصول شیمیایی، برای رسوب زدایی از چاه نفت و در نتیجه روش تصفیه مورد نیاز است. در توضیحات زیر اطلاعات بیشتری ارائه می گردد.

الف) نوع کربناته در مخازن ذخیره سازی نفت خام

رسوبات نوع کربناته، به راحتی با یک محصول اسیدی تصفیه و حل می شوند. همچنین آنها می توانند با یک محصول کیلیت مبتنی بر قلیایی تصفیه شوند. این امر به ویژه در صورتی محقق می شود، که مواد دیگری در مخلوط رسوب وجود داشته باشند، که در اسید نامحلول باشند.

ب) نوع سولفاته در مخازن ذخیره سازی نفت خام

رسوبات نوع سولفاته، در محصولات اسیدی محلول نیستند. بنابراین، باید با محصولات کیلیت پایه قلیایی تصفیه شوند. اینها یون هایی با حلالیت ضعیف را مورد هدف قرار می دهند، به طور موثری آنها را آب خارج می کنند و اجازه می دهند تا بیشتر حل شوند. با این حال، زمان تصفیه طولانی تر خواهد بود.

همچنین بخوانید:

♣ رسوب زدایی بویلرها یا دیگ های بخار

♣ رسوب زدایی از تجهیزات صنعتی؛ معرفی، روش ها و انواع آن

حل رسوب ناشی از آب شور در مخازن نفت

به علت ترکیبات پیچیده ناشی از آب شور مخازن، حذف رسوب از خطوط لوله دشوار است. اگرچه هر دو روش شیمیایی و مکانیکی برای حذف رسوب محبوب هستند، ولی به دلیل هزینه ‌های زیاد مرتبط با تکنیک‌های مکانیکی، رسوب‌زدایی ترجیحاً با روش‌های شیمیایی انجام می‌شود. در روش های شیمیایی از چندین ماده شیمیایی معدنی و آلی مانند HCl، اسیدهای آلی و عوامل کیلیت کننده برای رسوبزدایی از چاه نفت و گاز استفاده می شود. جنس و استحکام رسوبات، نقش مهمی در انتخاب روش حذف مناسب دارند. بنابراین، دانستن ترکیب دقیق رسوب و خواص فیزیکی و شیمیایی آن بسیار مهم است.

گل حفاری چیست؟

ساده ترین ترکیب گل حفاری، آب و خاک رس است. البته انواع گل های حفاری با پایه آب و روغن و غیره و افزودنی های مختلف دارای خواص متفاوت و کاربردهای گوناگون می باشند. این گل به حذف بقایای حفاری از کف چاه کمک می کند. گل حفاری، دارای ویژگی خاصی به نام “وزن مخصوص” است. هر چه وزن مخصوص گل بیشتر باشد، بقایای استخراج شده از چاه به راحتی در آن شناور شده و از چاه خارج می شود. اما افزایش وزن مخصوص، باعث کاهش تحرک گل می شود. و حفاری را سخت تر می کند.

انواع گل حفاری

انواع مختلفی از سیال حفاری وجود دارد، که هر کدام ویژگی خاص خود را دارند. در یک طبقه بندی کلی، سیال حفاری از دو نوع اصلی تشکیل شده است: گل پایه آب و گل پایه نفت.

1. در گل های حفاری مبتنی بر آب، آب ماده اصلی است (ساده ترین سیال حفاری مبتنی بر آب، آب و خاک رس است).
2. نوع دوم سیالات حفاری، سیالات مبتنی بر نفت هستند. این مایعات به جای آب از روغن استفاده می کنند. به طور معمول، 95 تا 98 درصد از این مایعات از گازوئیل به عنوان پایه روغن تشکیل شده است.

رسوبزدایی از گل حفاری

انواع مختلفی از گل حفاری وجود دارد که قبل از رسوبزدایی از چاه نفت و گاز، باید به دقت تجزیه شوند. نفت و مایعاتی که از طریق چاه های حفر شده به سمت بیرون حرکت می کنند، بقایا را نیز از چاه خارج می کنند. حمل این ضایعات به شکل، وزن و اندازه آنها بستگی دارد و اگر مقدار بقایا، بزرگ و سنگین باشند، به سمت کف چاه حرکت می کنند. برای جلوگیری از این امر، گل حفاری را به چاه اضافه می کنند تا با افزایش غلظت مایعات، آلاینده ها نتوانند پایین بیایند. در نتیجه: مایعات با ویسکوزیته بالا برای نظافت چاه مناسب هستند.

نکات کلیدی رسوب زدایی از گل حفاری

به جز نکاتی که در فوق درباره رسوب زدایی از گل حفاری بیان شد، نکات زیر نیز حائز اهمیت هستند:

• سرعت چرخش بالا باعث انتقال بقایا می شود. در این مایعات، نرخ جابجایی باید حداقل 50 درصد باشد.
• غلظت بالای مایعات می تواند چاه را به خوبی تمیز کند، حتی اگر سرعت چرخش بالایی نداشته باشد، اما ممکن است بر فشار داخلی چاه تأثیر منفی بگذارد.
• در صورت افزایش فشار محتویات چاه، باید غلظت گل حفاری را نیز افزایش داد تا با ایجاد تعادل، پایداری دیواره های چاه حفظ شود. عدم تعادل در فشار محتویات چاه ممکن است به دیواره چاه آسیب برساند. مهمترین ماده موجود در گل ها باریت است.

استفاده از دیسکلر در گل حفاری

گل پاک کن مورد استفاده در میادین نفتی، برای حذف گل‌هایی با وزن‌ بالا مورد استفاده قرار می گیرد، که دارای تجهیزات ترکیبی (shale shaker, desander, desilter) می باشد. این تجهیزات، مواد جامد حفاری مانند گل (به اندازه سیلت یا خاک رس) را حذف می کند، بنابراین از تجمع جامدات جلوگیری می کند. البته در عین حال، بیشتر فاز مایع گل را حفظ می کند.

قوی ترین اسید دیسکلر صنعتی

یکی از محلول های شیمیایی بر پایه اسید کلریدریک، دیسکلر است که در انواع سطوح مانند چیلر، بویلر و برج های خنک کننده جهت رسوب زدایی از چاه نفت و گاز مورد استفاده قرار می گیرد. Inhibited acid، (اسید معدنی دیسکلر ها) است و Inhibitor (وجود ماده حفاظت کننده) در این ترکیب موجب حفاظت کلیه فلزات از خوردگی های بعدی می‌گردد. بطور کلی، جهت رسوب زدایی از چاه نفت از انواع سطوح، دیسکلر تولید شده است، تا با افزودن آن به سیستم گردش آب دستگاه ها، باعث کارایی هر چه بهتر سیستم و رسوب زدایی از چاه نفت شود.

تعریف کک

کک نفتی (Coke) یا پتکوک محصولی است که از انواع نفت (خام سبک/سنگین) در طی فرآیند پالایش نفت تولید می شود. کک نفتی، یک محصول تجاری با ارزش و ضروری است که به طور مستقیم در طیف گسترده ای از کاربردها از جمله: تولید آلومینیوم، سوخت و بسیاری از محصولات دیگر از جمله فولاد، شیشه، رنگ و کود استفاده می شود. همچنین به عنوان سوخت در تولید برق، کوره های سیمان و سایر صنایع استفاده می شود.

رسوب زدایی کک

یکی از این آلودگی ها در طی فرایند پالایش نفت، کک می باشد. این ماده به خودی خود آلاینده نیست، ولی با بر جای گذاشتن مقدار زیادی رسوبات در مبدل های حرارتی، به آلودگی نفتی تبدیل می شود. در پالایشگاه های پتروشیمی و دیگر صنایعی که با نفت و مشتقات آن سر و کار دارند، همواره حجم بسیار بالایی از آلودگی های سخت نفتی یافت می شود.

کلام آخر

به دلیل افزایش تقاضا برای تولید نفت و گاز، نیاز روزافزونی به حذف رسوب از خطوط لوله و تجهیزات نفتی می باشد. بنابراین بالا بردن آگاهی درباره مزایای زیست محیطی استفاده از مواد رسوب زدا از چاه نفت الزامی است. آرال شیمی محصولاتی با عملکرد بالا و خورندگی پایین، برای رسوبزدایی از چاه نفت و گاز در سبد محصولات رسوب زدای خود، دارا می باشد. این محصول ها خانواده دسکالین، هستند. این محصولات، دارای خصوصیاتی مانند حذف کننده رسوب آهک و کلسیم از مبدل های حرارتی، بویلر و تجهیزات پالایشگاه ها می باشد.