다운홀 화학물질 주입 라인 - 왜 실패하는가

테스트 방법 개발

DHC I 시스템의 실패에서 얻은 주요 교훈은 스케일 억제제의 기술적 효율성에 관한 것이지 기능 및 화학 물질 주입에 관한 것이 아닙니다.톱사이드 주입 및 해저 주입은 시간외에도 잘 작동했습니다.;하지만,응용 프로그램은 화학적 적격성 방법의 해당 업데이트 없이 다운홀 화학 물질 주입으로 확장되었습니다.제시된 두 가지 현장 사례에서 얻은 Statoil의 경험에 따르면 이러한 유형의 화학적 적용을 포함하도록 화학 적격성 평가에 대한 관리 문서 또는 지침을 업데이트해야 합니다.주요 두 가지 문제는 i) 화학 물질 주입 라인의 진공 및 ii) 화학 물질의 잠재적인 침전으로 확인되었습니다.

화학 물질의 증발은 생산 튜브(건 킹의 경우에서 볼 수 있음) 및 주입 튜브(진공의 경우 과도 인터페이스가 확인됨)에서 발생할 수 있습니다. 주입 밸브로 그리고 더 나아가 우물로.분사 밸브는 종종 분사 지점의 필터 업스트림으로 설계됩니다.,이것은 도전이다,강수량의 경우 이 필터가 막혀 밸브가 고장날 수 있습니다.

배운 교훈에서 얻은 관찰 및 예비 결론은 현상에 대한 광범위한 실험실 연구로 이어졌습니다.전반적인 목표는 미래에 유사한 문제를 피하기 위해 새로운 자격 방법을 개발하는 것이 었습니다.이 연구에서는 확인된 문제와 관련하여 화학 물질을 검사하기 위해 다양한 테스트가 수행되었으며 여러 실험실 방법이 설계(순서대로 개발)되었습니다.

● 폐쇄 시스템에서 필터 막힘 및 제품 안정성.

● 화학물질의 부식성에 대한 부분 용매 손실의 영향.

● 고체 또는 점성 플러그 형성에 대한 모세관 내 부분적 용매 손실의 영향.

실험실 방법을 테스트하는 동안 몇 가지 잠재적인 문제가 확인되었습니다.

● 반복적인 필터 막힘 및 불량한 안정성.

● 모세관에서 부분 증발 후 고체 형성

● 용매 손실로 인한 PH 변화.

수행된 테스트의 특성은 또한 특정 조건에 노출될 때 모세관 내 화학 물질의 물리적 특성 변화와 관련된 추가 정보 및 지식을 제공합니다.,유사한 조건의 벌크 솔루션과 이것이 어떻게 다른지.테스트 작업은 또한 벌크 유체 사이의 상당한 차이를 확인했습니다.，침전 가능성 증가 및/또는 부식성 증가로 이어질 수 있는 증기상 및 잔류 유체.

스케일 억제제의 부식성에 대한 테스트 절차가 개발되어 관리 문서에 포함되었습니다.스케일 억제제를 주입하기 전에 각 응용 분야에 대해 확장된 부식성 테스트를 수행해야 했습니다.주입 라인의 화학 물질에 대한 건 킹 테스트도 수행되었습니다.

화학 물질의 적격성 평가를 시작하기 전에 화학 물질의 과제와 목적을 설명하는 작업 범위를 만드는 것이 중요합니다.초기 단계에서 문제를 해결할 화학 물질 유형을 선택할 수 있도록 주요 과제를 식별하는 것이 중요합니다.가장 중요한 승인 기준에 대한 요약은 표 2에서 확인할 수 있습니다.

화학 물질의 자격

화학 물질의 자격은 각 응용 프로그램에 대한 테스트 및 이론적 평가로 구성됩니다.기술 사양 및 테스트 기준을 정의하고 설정해야 합니다.，예를 들어 HSE 내에서,재료 호환성,제품 안정성 및 제품 품질(입자).더 나아가,빙점,다른 화학 물질과의 점도 및 호환성,수화물 억제제,생성된 물과 생성된 유체를 결정해야 합니다.화학물질 검증에 사용할 수 있는 간단한 테스트 방법 목록이 표 2에 나와 있습니다.

기술 효율성에 대한 지속적인 집중 및 모니터링,복용량 비율과 HSE 사실이 중요합니다.제품의 요구 사항은 필드 또는 프로세스 플랜트 수명을 변경할 수 있습니다.;생산 속도와 유체 구성에 따라 다릅니다.성과 평가를 통한 후속 활동,최적의 치료 프로그램을 보장하기 위해 새로운 화학 물질의 최적화 및/또는 테스트를 자주 수행해야 합니다.

오일 품질에 따라,해양 생산 공장의 물 생산 및 기술적 과제,수출 품질을 달성하기 위해 생산 화학 물질의 사용이 필요할 수 있음,규제 요건,해양 시설을 안전한 방식으로 운영합니다.모든 분야에는 서로 다른 문제가 있으며 필요한 생산 화학 물질은 분야와 초과 근무에 따라 다릅니다.

자격 프로그램에서 생산 화학 물질의 기술적 효율성에 초점을 맞추는 것이 중요합니다.,그러나 화학 물질의 특성에 초점을 맞추는 것도 매우 중요합니다.,안정성과 같은,제품 품질 및 호환성.이 설정의 호환성은 유체와의 호환성을 의미합니다.,재료 및 기타 생산 화학 물질.이것은 도전이 될 수 있습니다.문제를 해결하기 위해 화학 물질을 사용하여 나중에 화학 물질이 새로운 문제에 기여하거나 생성한다는 사실을 발견하는 것은 바람직하지 않습니다.기술적인 문제가 아니라 화학 물질의 특성이 가장 큰 문제일 수 있습니다.

특별 요구 사항

공급된 제품의 여과에 대한 특별 요구 사항은 해저 시스템 및 연속 주입 다운홀에 적용되어야 합니다.약품주입장치의 스트레이너 및 필터는 Topside 주입장치에서 후단 장비의 사양에 따라 구비하여야 한다.,펌프 및 주입 밸브,하향공 분사 밸브에.화학 물질의 다운홀 연속 주입이 적용되는 경우 화학 물질 주입 시스템의 사양은 가장 높은 중요도를 가진 사양을 기반으로 해야 합니다.이것은 분사 밸브 다운홀에 있는 필터일 수 있습니다.

사출 문제

주입 시스템은 umbilical subsea flowline의 3-50km 거리와 유정으로 1-3km 아래를 의미할 수 있습니다.점도 및 화학 물질을 펌핑하는 능력과 같은 물리적 특성이 중요합니다.해저 온도에서의 점도가 너무 높으면 해저 공급선의 화학 물질 주입 라인을 통해 해저 주입 지점 또는 유정으로 화학 물질을 펌핑하는 것이 어려울 수 있습니다.점도는 예상 보관 또는 작동 온도에서 시스템 사양에 따라야 합니다.이는 각각의 경우에 평가되어야 합니다.,시스템에 따라 다릅니다.표와 같이 약액주입률은 약액주입의 성공요인이다.약품 주입 라인 막힘 위험 최소화，이 시스템의 화학 물질은 수화물이 억제되어야 합니다(수화물이 발생할 가능성이 있는 경우).시스템에 존재하는 유체(보존액) 및 수화물 억제제와의 호환성을 수행해야 합니다.실제 온도(가능한 최저 주변 온도)에서 화학 물질의 안정성 테스트,주변 온도,해저 온도,주입 온도)를 통과해야 합니다.

주어진 빈도로 화학 물질 주입 라인을 세척하는 프로그램도 고려해야 합니다.약액 주입 라인을 용제로 정기적으로 세척하면 예방 효과를 얻을 수 있습니다.，침전물이 축적되기 전에 제거하기 위해 글리콜 또는 세척제를 사용하여 라인 막힘을 유발할 수 있습니다.플러싱 유체의 선택된 화학 용액은 다음과 같아야 합니다.주입 라인의 화학 물질과 호환됩니다.

경우에 따라 화학 물질 주입 라인은 현장 수명 및 유체 조건에 대한 다양한 문제를 기반으로 여러 화학 응용 분야에 사용됩니다.물 돌파 이전의 초기 생산 단계에서 주요 문제는 종종 증가된 물 생산과 관련된 수명 후반의 문제와 다를 수 있습니다.아스팔트 엔 억제제와 같은 비수용성 용매 기반 억제제에서 스케일 억제제와 같은 수성 화학 물질로 변경하면 호환성 문제가 발생할 수 있습니다.따라서 화학 물질 주입 라인에서 화학 물질을 변경할 계획인 경우 스페이서의 적합성, 적격성 및 용도에 초점을 맞추는 것이 중요합니다.

재료

재료 호환성에 대해,모든 화학 물질은 씰과 호환되어야 합니다.,엘라스토머，케미컬 인젝션 시스템 및 생산 공장에 사용되는 개스킷 및 건축 자재.다운홀 연속 주입을 위한 화학물질(예: 산성 스케일 억제제)의 부식성 테스트 절차를 개발해야 합니다.각 응용 분야에 대해 확장된 부식성 테스트는 화학 물질 주입을 구현하기 전에 수행해야 합니다.

논의

연속 다운홀 화학 물질 주입의 장단점을 평가해야 합니다.DHS Vor 생산 튜빙을 보호하기 위한 스케일 억제제의 연속 주입은 스케일로부터 우물을 보호하는 우아한 방법입니다.이 백서에서 언급한 바와 같이 지속적인 다운홀 화학 물질 주입에는 몇 가지 문제가 있습니다.,그러나 위험을 줄이려면 솔루션과 관련된 현상을 이해하는 것이 중요합니다.

위험을 줄이는 한 가지 방법은 테스트 방법 개발에 집중하는 것입니다.상부 또는 해저 화학 물질 주입과 비교할 때 유정 아래에는 조건이 다르고 더 가혹합니다.다운홀에 화학물질을 지속적으로 주입하기 위한 화학물질의 적격성 평가 절차는 이러한 조건 변화를 고려해야 합니다.화학 물질의 자격은 화학 물질이 접촉할 수 있는 재료에 따라 이루어져야 합니다.이러한 시스템이 작동하게 될 다양한 유정 수명 주기 조건에 최대한 근접한 조건에서 호환성 자격 및 테스트에 대한 요구 사항을 업데이트하고 구현해야 합니다.시험법 개발은 보다 현실적이고 대표적인 시험으로 발전되어야 한다.

게다가,화학 물질과 장비 간의 상호 작용은 성공을 위해 필수적입니다.주입식 화학 밸브의 개발은 화학적 특성과 유정 내 주입 밸브의 위치를 ​​고려해야 합니다.테스트 장비의 일부로 실제 분사 밸브를 포함하고 인증 프로그램의 일부로 스케일 억제제 및 밸브 설계의 성능 테스트를 수행하는 것을 고려해야 합니다.스케일 억제제를 검증하려면,주요 초점은 이전에 프로세스 문제 및 규모 억제에 있었습니다.,그러나 우수한 스케일 억제는 안정적이고 지속적인 주입에 달려 있습니다.안정적이고 지속적인 주입이 없으면 스케일 가능성이 높아집니다.스케일 방지제 주입 밸브가 막혀 있고 유체 스트림에 스케일 방지제 주입이 없는 경우,우물과 안전 밸브는 스케일로부터 보호되지 않으므로 안전한 생산이 위태로워질 수 있습니다.적격성 평가 절차는 적격 스케일 억제제의 공정 문제 및 효율성 외에도 스케일 억제제 주입과 관련된 문제를 처리해야 합니다.

새로운 접근 방식에는 여러 분야가 포함되며 분야 간의 협력과 각각의 책임을 명확히 해야 합니다.이 애플리케이션에서 상부 공정 시스템,해저 템플릿과 유정 설계 및 완성이 관련됩니다.화학 물질 주입 시스템을 위한 견고한 솔루션 개발에 중점을 둔 다분야 네트워크가 중요하며 아마도 성공의 길일 것입니다.다양한 분야 간의 소통이 중요;특히 적용된 화학 물질을 제어하는 ​​화학자와 유정에서 사용되는 장비를 제어하는 ​​유정 엔지니어 간의 긴밀한 의사 소통이 중요합니다.다양한 분야의 과제를 이해하고 서로에게서 배우는 것은 전체 프로세스의 복잡성을 이해하는 데 필수적입니다.

결론

● DHS Vor 생산 튜빙을 보호하기 위한 스케일 억제제의 연속 주입은 스케일에 대한 우물을 보호하는 우아한 방법입니다.

● 식별된 과제를 해결하기 위해,다음 권장 사항은：

● 전용 DHCI 인증 절차를 수행해야 합니다.

● 약액주입밸브 인증방법

● 화학적 기능에 대한 테스트 및 인증 방법

● 방법 개발

● 관련 재료 테스트

● 관련된 다양한 분야 간의 의사 소통이 성공을 위해 중요한 다분야 상호 작용.

감사의 말

저자는 이 작업의 출판을 허가한 Statoil AS A와 그림 2의 이미지 사용을 허용한 Baker Hughes 및 Schlumberger에 감사드립니다.