Downhole gemyske ynjeksjelinen - wêrom mislearje se?Underfinings, útdagings en tapassing fan nije testmetoaden
auteursrjocht 2012, Society of Petroleum Engineers
Abstrakt
Statoil operearret ferskate fjilden dêr't downhole trochgeande ynjeksje fan skaal ynhibitor wurdt tapast.It doel is om de boppeste buizen en feiligensklep te beskermjen fan (Ba / Sr) SO4orCaCO;skaal, yn gefallen dêr't skaal squeezing miskien lestich en kostber út te fieren op in reguliere basis, bygelyks tie-in fan ûnderseeske fjilden.
Trochrinnende ynjeksje fan skaal ynhibitor downhole is in technysk passende oplossing te beskermjen de boppeste buizen en feiligens fentyl yn putten dy't hawwe skaalfergrutting potinsjeel boppe de produksje packer;benammen yn putten dy't net op in reguliere basis hoege te wurde squeeze fanwege skaalfergruttingspotensiaal yn it tichtby boarringgebiet.
Untwerp, eksploitaasje en ûnderhâld fan de gemyske ynjeksjelinen freegje ekstra fokus op materiaalseleksje, gemyske kwalifikaasje en tafersjoch.Druk, temperatuer, streamregimen en mjitkunde fan it systeem kinne útdagings foar feilige operaasje ynstelle.Útdagings binne identifisearre yn ferskate kilometer lange ynjeksje linen út de produksje foarsjenning oan de ûnderseeboat sjabloan en yn de ynjeksje kleppen del yn de putten.
Fjildûnderfinings dy't de kompleksiteit fan kontinuïte ynjeksjesystemen yn 'e gat sjen litte oangeande delslach- en korrosysjeproblemen wurde besprutsen.Laboratoarium stúdzjes en tapassing fan nije metoaden foar gemyske kwalifikaasje a fertsjintwurdige.De needsaak foar multydissiplinêre aksjes wurde oanpakt.
Ynlieding
Statoil betsjinnet ferskate fjilden wêr't kontinuze ynjeksje fan gemikaliën yn 'e gat is tapast.Dit giet benammen om ynjeksje fan skaal ynhibitor (SI) dêr't it doel is om te beskermjen de boppeste buizen en downhole feiligens fentyl (DHSV) út (Ba / Sr) SO4orCaCO;skaal.Yn guon gefallen wurdt emulsiebreker yn it gat ynjeksje om it skiedingsproses sa djip mooglik yn 'e put te begjinnen by in relatyf hege temperatuer.
Trochrinnende ynjeksje fan skaal ynhibitor downhole is in technysk passende oplossing te beskermjen it boppeste part fan de putten dy't hawwe skaalfergrutting potinsjeel boppe de produksje packer.Trochrinnende ynjeksje kin wurde oanrikkemandearre foaral yn putten dy't net hoege te wurde geperst fanwege lege skaalfergrutting potinsjeel yn de buert wellboring;of yn gefallen dêr't skaal squeezing miskien lestich en kostber te fieren op in reguliere basis, bygelyks tie-in fan subsea fjilden.
Statoil hat útwreide ûnderfining op trochgeande gemyske ynjeksje oan topside systemen en subsea sjabloanen, mar de nije útdaging is in nimme de ynjeksje punt fierder djip yn 'e put.It ûntwerpen, operearjen en ûnderhâlden fan de gemyske ynjeksjelinen freget ekstra fokus op ferskate ûnderwerpen;lykas materiaal seleksje, gemyske kwalifikaasje en tafersjoch.Druk, temperatuer, streamregimen en mjitkunde fan it systeem kinne útdagings foar feilige operaasje ynstelle.Útdagings yn lange (ferskate kilometers) ynjeksje linen út de produksje foarsjenning oan de ûnderseeboat sjabloan en yn de ynjeksje kleppen del yn 'e putten binne identifisearre;Fig.1.Guon fan 'e ynjeksjesystemen hawwe wurke neffens plan, wylst oaren binne mislearre om ferskate redenen.Ferskate nije fjildûntjouwings binne pland foar downhole gemyske ynjeksje (DHCI);lykwols;yn guon gefallen is de apparatuer noch net folslein kwalifisearre.
Tapassing fan DHCI is in komplekse taak.It giet om de foltôging en goedûntwerpen, putgemy, topsidesysteem en it gemyske doseringsysteem fan it topsideproses.De gemyske wurdt fan boppen pompt fia de gemyske ynjeksjeline nei de foltôgingsapparatuer en del yn 'e put.Sadwaande is by de planning en útfiering fan dit soarte fan projekt gearwurking tusken ferskate dissiplines krúsjaal.Ferskate oerwagings moatte wurde evaluearre en goede kommunikaasje tidens it ûntwerp is wichtich.Prosesingenieurs, subsea-yngenieurs en yngenieurs foar foltôging binne belutsen, omgean mei de ûnderwerpen fan putgemy, materiaalseleksje, streamfersekering en gemysk behear foar produksje.De útdagings kinne gemyske gun kening of temperatuer stabiliteit, corrosie en yn guon gefallen in fakuüm effekt fanwege lokale druk en stream effekten yn de gemyske ynjeksje line.Neist dizze, betingsten lykas hege druk, hege temperatuer, hege gas rate, hege skaalfergrutting potinsjeel,lange ôfstân umbilical en djippe ynjeksje punt yn 'e put, jouwe ferskillende technyske útdagings en easken oan de gemyske ynjeksje en oan de ynjeksje fentyl.
In oersjoch fan de DHCI systemen ynstallearre yn Statoil operaasjes docht bliken dat de ûnderfining hat net altyd west súksesfol Tabel 1. Lykwols, planning foar ferbettering fan de ynjeksje design, gemyske kwalifikaasje, operaasje en ûnderhâld wurdt dien.De útdagings fariearje fan fjild ta fjild, en it probleem is net needsaaklik dat de gemyske ynjeksje fentyl sels net wurket.
De lêste jierren binne ferskate útdagings oangeande gemyske ynjeksjelinen yn 'e gaten ûnderfûn.Yn dit artikel wurde guon foarbylden jûn út dizze ûnderfinings.It papier besprekt útdagings en maatregels nommen om de problemen op te lossen yn ferbân mei DHCI-linen.Twa saakskiednis wurde jûn;ien op corrosie en ien op gemysk gewear kening.Fjildûnderfinings dy't de kompleksiteit fan kontinuïte ynjeksjesystemen yn 'e gat sjen litte oangeande delslach- en korrosysjeproblemen wurde besprutsen.
Laboratoariumstúdzjes en tapassing fan nije metoaden foar gemyske kwalifikaasje wurde ek beskôge;hoe te pompen de gemyske, skaalfergrutting potinsjeel en previnsje, komplekse apparatuer tapassing en hoe't de gemyske sil beynfloedzje de topside systeem as de gemysk wurdt produsearre werom.Akseptearje kritearia foar gemyske tapassing giet it om miljeuproblemen, effisjinsje, opslachkapasiteit boppekant, pomprate, oft besteande pomp brûkt wurde kin, ensfh. Technyske oanbefellings moatte basearre wêze op floeistof- en chemiekompatibiliteit, residuele deteksje, materiaalkompatibiliteit, subsea-umbilical-ûntwerp, gemysk doseringsysteem en materialen yn 'e omjouwing fan dizze linen.De gemyske moat miskien hydrateare wurde om te foarkommen dat de ynjeksjeline ferstoppe wurdt troch gasynvaazje en de gemyske moat net befrieze tidens ferfier en opslach.Yn 'e besteande ynterne rjochtlinen is d'r in checklist fan hokker gemikaliën kinne wurde tapast op elk punt yn it systeem Fysike eigenskippen lykas viskositeit binne wichtich.It ynjeksjesysteem kin in ôfstân fan 3-50 km fan 'e umbilical subsea-streamline en 1-3 km del yn' e put betsjutte.Dêrom is de temperatuerstabiliteit ek wichtich.Evaluaasje fan streamôfwerts effekten, bygelyks yn raffinaderijen, kin ek moatte wurde beskôge.
Downhole gemyske ynjeksje systemen
Kosten foardiel
Trochrinnende ynjeksje fan skaal ynhibitor downhole te beskermjen de DHS Vor de produksje tubing miskien kosten effektyf yn ferliking mei squeeze de put mei skaal inhibitor.Dizze applikaasje ferminderet it potinsjeel foar formaasjeskea yn ferliking mei behannelingen foar skaalpersoanen, fermindert it potinsjeel foar prosesproblemen nei in skaalpersint en jout de mooglikheid om de gemyske ynjeksjesnelheid te kontrolearjen fan it ynjeksjesysteem fan boppekant.It ynjeksjesysteem kin ek brûkt wurde om oare gemikaliën kontinu yn it gat te ynjeksje en kin dêrmei oare útdagings ferminderje dy't fierder streamôfwerts fan 'e prosesplant kinne foarkomme.
In wiidweidige stúdzje is útfierd ûntwikkeljen fan in downhole skaal strategy fan de Oseberg S of fjild.De grutte skaal soarch wie CaCO;skaalfergrutting yn 'e boppeste buizen en mooglik DHSV-falen.De Oseberg S as skaalbehearstrategy oerwegingen konkludearren dat DHCI oer in perioade fan trije jier de meast kosten-effisjinte oplossing wie yn 'e putten wêr't de gemyske ynjeksjelinen wurken.It wichtichste kostenelemint oangeande de konkurrearjende technyk fan skaalfergrutting wie de útstelde oalje ynstee fan de gemyske / operasjonele kosten.Foar tapassing fan skaal ynhibitor yn gas lift, de wichtichste faktor op de gemyske kosten wie de hege gas lift taryf dy't liedt ta hege SI konsintraasje, sûnt de konsintraasje moast wurde balansearre mei de gas lift taryf te kommen gemyske gun kening.Foar de twa putten op Oseberg S of dat hie goed funksjonearjende DHC I rigels, dizze opsje waard keazen te beskermjen de DHS V tsjin CaCO;skaalfergrutting.
Trochrinnende ynjeksje systeem en kleppen
Besteande foltôgingsoplossingen dy't trochgeande gemyske ynjeksjesystemen brûke, steane foar útdagings om ferstopping fan 'e kapillêre rigels te foarkommen.Typysk de ynjeksje systeem bestiet út in capillary line, 1/4 "of 3/8" bûten diameter (OD), heakke oan in oerflak mannichfâldich, fied troch-en ferbûn mei de tubing hanger oan de ringfoarmige kant fan de tubing.De capillary line wurdt hechte oan de bûtenste diameter fan de produksje tubing troch spesjale tubing kraach clamps en rint oan de bûtenkant fan de tubing hielendal del nei de gemyske ynjeksje mandrel.De mandrel wurdt tradisjoneel pleatst streamôfwerts fan de DHS V of djipper yn 'e put mei de bedoeling om te jaan de ynjeksje gemysk genôch dispersion tiid en te pleatsen de gemyske dêr't de útdagings wurde fûn.
By de gemyske ynjeksje fentyl, Fig.It is gewoan in lytse poppet dy't op in maitiid rydt.De springkrêft stelt en foarseit de druk dy't nedich is om de poppet fan 'e sealing sit te iepenjen.As de gemyske begjint te streamen, wurdt de poppet fan syn sit ophelle en iepenet de kontrôleklep.
It is ferplichte om twa check kleppen ynstallearre.Ien fentyl is de primêre barriêre dy't foarkomt dat de floeistoffen fan 'e putboring de kapillêre line yngeane.Dit hat in relatyf lege iepeningsdruk (2-15bars). As de hydrostatyske druk yn 'e kapillêre line minder is as de druk fan' e putboring, sille de boarnefluids besykje yn 'e kapillêre line te kommen.De oare kontrôleklep hat atypyske iepeningsdruk fan 130-250 bar en stiet bekend as it U-tube-previnsjesysteem.Dit fentyl foarkomt dat de gemyske binnen de kapillêre line frij streamt yn 'e putboring as de hydrostatyske druk yn' e capillary line grutter is dan de putboringdruk op it gemyske ynjeksjepunt yn 'e produksjebuizen.
Njonken de twa kontrôlekleppen is d'r normaal in in-line filter, it doel hjirfan is om te soargjen dat gjin pún fan hokker soart dan ek de dichtingsmooglikheden fan 'e kontrôleklepsystemen yn gefaar bringe kin.
De ôfmjittings fan 'e beskreaune kontrôlekleppen binne frij lyts, en de skjinens fan' e ynjeksjede floeistof is essensjeel foar har operasjonele funksjonaliteit.It wurdt leaud dat pún yn it systeem kin wurde fuortspield troch it fergrutsjen fan de flowrate binnen de kapillêre line, sadat de kontrôlekleppen opsetlik iepenje.
As de kontrôleklep iepenet, nimt de streamende druk rap ôf en propagearret de kapillêre line oant de druk wer ferheget.De kontrôleklep sil dan slute oant de stream fan gemikaliën genôch druk opbout om it fentyl te iepenjen;it resultaat is druk oscillaasjes yn de kontrôle fentyl systeem.De hegere iepeningsdruk it kontrôleklepsysteem hat, hoe minder streamgebiet wurdt fêststeld as de kontrôleklep iepenet en it systeem besiket lykwichtsbetingsten te berikken.
De gemyske ynjeksjekleppen hawwe in relatyf lege iepeningsdruk;en moat de buisdruk op it gemyske ynlaatpunt minder wurde as de som fan hydrostatyske druk fan gemikaliën yn 'e kapillêre line plus de iepeningsdruk fan' e kontrôleklep, sil tichtby fakuüm as fakuüm foarkomme yn it boppeste diel fan 'e kapillêre line.As de ynjeksje fan gemyske stops of de stream fan gemyske is leech, sille tichtby fakuümomstannichheden begjinne te foarkommen yn 'e boppeste seksje fan' e kapillêre line.
It fakuümnivo is ôfhinklik fan 'e putdruk, spesifike swiertekrêft fan it ynjeksjede gemyske mingsel dat wurdt brûkt yn' e kapillêre line, de iepeningsdruk fan 'e kontrôleklep op it ynjeksjepunt en de trochstreaming fan' e gemyske binnen de kapillêre line.De putbetingsten sille fariearje oer it fjildlibben en it potinsjeel foar fakuüm sil dêrom ek oertiid ferskille.It is wichtich om bewust te wêzen fan dizze situaasje om de juste oerweging en foarsoarch te nimmen foardat ferwachte útdagings foarkomme.
Tegearre mei lege ynjeksjesraten ferdampe typysk de oplosmiddels dy't yn dizze soarten tapassingen wurde brûkt, wêrtroch't effekten net folslein binne ûndersocht.Dizze effekten binne gun kening of delslach fan fêste stoffen, bygelyks polymers, doe't it oplosmiddel wurdt ferdampt.
Fierder kinne galvanyske sellen wurde foarme yn 'e oergongsfaze tusken it floeibere oerflak fan' e gemyske en de dampfolle tichtby fakuümgasfaze hjirboppe.Dit kin liede ta lokale pitting corrosie binnen de capillary line as gefolch fan ferhege agressiviteit fan de gemyske ûnder dizze omstannichheden.Flakken as sâltkristallen foarme as in film yn 'e kapillêre line as it ynterieur útdroech, kinne de kapillêre line blokkearje of stekke.
Goed barriêre filosofy
By it ûntwerpen fan robúste putoplossingen fereasket Statoil dat de putfeiligens te alle tiden yn 'e libbenssyklus fan' e put is.Sa easket Statoil dat d'r twa ûnôfhinklike putbarrières yntakt binne.figuer 3 toant atypyske put barriêre skema, dêr't de blauwe kleur stiet foar de primêre put barriêre envelope;yn dit gefal de produksje tubing.De reade kleur stiet foar de sekundêre barriêre envelope;it omhulsel.Oan 'e lofterkant yn' e skets wurdt de gemyske ynjeksje oanjûn as in swarte line mei ynjeksjepunt nei de produksjebuizen yn it read markearre gebiet (sekundêre barriêre).Troch it ynfieren fan gemyske ynjeksjesystemen yn 'e put, wurde sawol de primêre as sekundêre boarringsbarrières yn gefaar brocht.
Case skiednis op corrosie
Folchoarder fan 'e eveneminten
Downhole gemyske ynjeksje fan skaal ynhibitor is tapast yn in oaljefjild eksploitearre troch Statoil op it Noarske Continental Shelf.Yn dit gefal wie de oanbrochte skaalremmer oarspronklik kwalifisearre foar topside en subsea applikaasje.Recompletion fan de put waard folge troch ynstallaasje fan DHCIpointat2446mMD, Fig.3.De ynjeksje yn 'e gat fan' e topside-skaalinhibitor waard begon sûnder fierdere testen fan 'e gemyske.
Nei ien jier fan operaasje waarden lekkages yn it gemyske ynjeksjesysteem waarnommen en ûndersiken begûn.De lekkage hie in skealik effekt op de putbarrières.Soartgelikense foarfallen barde foar ferskate putten en guon fan harren moasten wurde ôfsletten wylst it ûndersyk oan de gong wie.
De produksjebuizen waard lutsen en yn detail bestudearre.De corrosie oanfal waard beheind ta de iene kant fan 'e tubing, en guon tubing gewrichten waarden sa corroded dat der eins gatten troch harren.Likernôch 8.5mm dik 3% chrome stiel hie disintegrated yn minder dan 8 moannen.De wichtichste corrosie wie bard yn it boppeste diel fan 'e put, fan' e wellhead del nei likernôch 380m MD, en de slimste corroded tubing gewrichten waarden fûn op likernôch 350m MD.Under dizze djipte waard in bytsje as gjin korrosje waarnommen, mar in protte pún waard fûn op 'e OD's fan' e buizen.
De 9-5 / 8 '' casing waard ek knipt en lutsen en ferlykbere effekten waarden waarnommen;mei corrosie yn 'e boppeste diel fan' e put oan 'e iene kant allinich.It feroarsake lek waard feroarsake troch it brekken fan it ferswakke diel fan 'e omkasting.
It materiaal foar gemyske ynjeksjeline wie Alloy 825.
Gemyske kwalifikaasje
Gemyske eigenskippen en korrosysjetests binne wichtige fokusen yn 'e kwalifikaasje fan skaal-inhibitoren en de eigentlike skaal-inhibitor wie ferskate jierren kwalifisearre en brûkt yn topside- en subsea-applikaasjes.De reden foar it tapassen fan de eigentlike gemyske downhole wie ferbettere miljeu-eigenskippen troch it ferfangen fan de besteande downhole-chemical De skaalremmer wie lykwols allinich brûkt by ambient topside en seabed temperatueren (4-20 ℃).By ynjeksje yn 'e put koe de temperatuer fan' e gemyske sa heech wêze as 90 ℃, mar gjin fierdere testen waarden útfierd by dizze temperatuer.
Inisjele corrosivity tests waarden útfierd troch de gemyske leveransier en de resultaten lieten 2-4mm / jier foar koalstof stiel by hege temperatuer.Yn dizze faze wie d'r minimale belutsenens west fan 'e materiële technyske kompetinsje fan' e operator.Nije tests waarden letter útfierd troch de operator dy't sjen litte dat de skaalinhibitor heul korrosyf wie foar de materialen yn 'e produksjebuizen en produksjebehuizing, mei korrosysjeraten fan mear as 70mm / jier.De gemyske ynjeksje line materiaal Alloy 825 wie net hifke tsjin de skaal inhibitor foarôfgeand oan ynjeksje.De puttemperatuer kin 90 ℃ berikke en adekwate tests soene ûnder dizze omstannichheden moatte wurde útfierd.
It ûndersyk die ek bliken dat de skaalremmer as konsintrearre oplossing pH fan <3.0 hie rapportearre.De pH wie lykwols net metten.Letter toande de mjitten pH in tige lege wearde fan pH 0-1.Dit yllustrearret de needsaak foar mjittingen en materiaal oerwagings neist opjûne pH-wearden.
Ynterpretaasje fan de resultaten
De ynjeksje line (fig. 3) is konstruearre om te jaan hydrostatic druk fan de skaal inhibitor dy't boppe druk yn goed op it ynjeksjepunt.De inhibitor wurdt ynjeksje mei in hegere druk dan bestiet yn de putboring.Dit resultearret yn in U-tube-effekt by it sluten fan 'e put.It fentyl sil altyd iepenje mei in hegere druk yn 'e ynjeksjeline as yn' e put.Fakuüm of ferdamping yn 'e ynjeksjeline kin dêrom foarkomme.De korrosysjefrekwinsje en it risiko fan pitting is it grutste yn 'e gas / flüssige oergongsône fanwege ferdamping fan it solvent.Laboratoarium eksperiminten útfierd op coupons befêstige dizze teory.Yn de putten dêr't lekkage waard ûnderfûn, wiene alle gatten yn 'e ynjeksjelinen yn it boppeste diel fan' e gemyske ynjeksjeline.
figuer 4 lit fotografy fan de DHC I line mei wichtige pitting corrosie.De korrosje sjoen op 'e bûtenste produksjebuizen joech in pleatslike bleatstelling oan fan skaalinhibitor fan it pittinglekpunt.De lekkage waard feroarsake troch pitting corrosie troch tige corrosive gemyske en lekkage troch de gemyske ynjeksje line yn de produksje casing.De skaal-inhibitor waard spuite fan 'e pittige kapillêre line op' e omkasting en buizen en lekken barden.Alle sekundêre gefolgen fan lekken yn 'e ynjeksjeline wiene net besjoen.It waard konkludearre dat de casing- en tubing corrosie wie in gefolch fan konsintrearre skaal inhibitors bidden út de pitted capillary line op de casing en tubing, Fig.5.
Yn dit gefal wie d'r in gebrek oan belutsenens fan yngenieurs foar materiaalkompetinsje.Korrosiviteit fan 'e gemyske op' e DHCI-line wie net hifke en de sekundêre effekten troch lekken wiene net evaluearre;lykas oft de omlizzende materialen gemyske bleatstelling tolerearje kinne.
Case skiednis fan 'e gemyske-gun kening
Folchoarder fan 'e eveneminten
De skaalprevinsjestrategy foar in HP HT-fjild wie trochgeande ynjeksje fan skaalinhibitor streamop 'e downhole feiligensklep.In swiere kalsiumkarbonaatskaalpotinsje waard identifisearre yn 'e put.Ien fan 'e útdagings wie hege temperatuer en hege gas- en kondensatproduksjeraten kombinearre mei lege wetterproduksjetaryf.De soarch troch injecting skaal inhibitor wie dat it oplosmiddel soe wurde stripped ôf troch de hege gas produksje taryf en gun kening fan de gemyske soe foarkomme op it ynjeksjepunt streamop fan de feiligens fentyl yn de put, Fig.
Tidens de kwalifikaasje fan 'e skaalinhibitor wie de fokus op' e effisjinsje fan it produkt by HP HT-betingsten, ynklusyf gedrach yn it boppekantprosessysteem (lege temperatuer).Presipitaasje fan 'e skaalremmer sels yn' e produksjebuizen troch de hege gassnelheid wie de wichtichste soarch.Laboratoariumtests lieten sjen dat skaal-inhibitor kin útslaan en oan 'e buismuorre hechtsje.Bediening fan 'e feiligensklep kin dêrom risiko ferslaan.
De ûnderfining hat útwiisd dat nei in pear wiken operaasje de gemyske line lekte.It wie mooglik om te kontrolearjen boarring druk op it oerflak gauge ynstallearre yn de capillary line.De line waard isolearre om goed yntegriteit te krijen.
De gemyske ynjeksjeline waard út 'e put helle, iepene en ynspekteare om it probleem te diagnostizen en mooglike redenen foar mislearring te finen.Sa't te sjen is yn Fig.6, waard signifikante hoemannichte delslach fûn en gemyske analyze die bliken dat guon fan dit wie de skaal inhibitor.It delslach siet by de seal en de poppet en de klep koene net betsjinne wurde.
It falen fan 'e klep waard feroarsake troch pún yn' e klepsysteem dy't foarkommen dat de kontrôlekleppen op 'e metalen nei metalen stoel ieten.It pún waard ûndersocht en de wichtichste dieltsjes bewiisden metalen skuorre te wêzen, wierskynlik produsearre tidens it ynstallaasjeproses fan 'e kapillêre line.Derneist waard wat wyt ôffal identifisearre op beide kontrôlekleppen, fral op 'e efterkant fan' e kleppen.Dit is de lege druk kant, dws de kant soe altyd wêze yn kontakt mei de putboring floeistoffen.Yn earste ynstânsje waard leaud dat dit ôffal wie fan 'e produksjeboarring, om't de kleppen iepenstutsen wiene en bleatsteld oan putfloeistoffen.Mar ûndersiik die bliken dat it pún polymeren wie mei ferlykbere skiekunde as de gemyske brûkt as skaalremmer.Dit fong ús belangstelling en Statoil woe de redenen ferkenne efter dit polymearpún oanwêzich yn 'e kapillêre line.
Gemyske kwalifikaasje
Yn in HP HT-fjild binne d'r in protte útdagings mei respekt foar de seleksje fan geskikte gemikaliën om de ferskate produksjeproblemen te ferminderjen.Yn 'e kwalifikaasje fan' e skaalremmer foar trochgeande ynjeksje yn 'e gat, waarden de folgjende testen útfierd:
● Produktstabiliteit
● Thermyske fergrizing
● Dynamyske prestaasjestests
● Kompatibiliteit mei formaasjewetter en hydrate-ynhibitor (MEG)
● Statyske en dynamyske gun kening test
● Re-ûntbining ynformaasje wetter, farske gemyske en MEG
De gemyske sil wurde ynjeksje mei in foarbepaalde dosage,mar wetterproduksje sil net needsaaklik konstant wêze,ie wetter slugging.Tusken de wetterslakken,as it gemysk yn 'e putboring komt,it sil wurde moete troch in waarm,fluch streamende stream fan koalwetterstof gas.Dit is te fergelykjen mei it ynjeksje fan in scale inhibitor yn in gasliftapplikaasje (Fleming et al. 2003) .Tegearre mei
hege gastemperatuer,it risiko fan stripping fan oplosmiddel is ekstreem heech en gun kening kin feroarsaakje blokkade fan de ynjeksje fentyl.Dit is in risiko sels foar gemikaliën formulearre mei oplosmiddels mei hege siedpunt / lege dampdruk en oare dampdrukdepressiva (VPD's). Yn it gefal fan in parsjele blokkade,stream fan formaasje wetter,MEG en / of farske gemyske moatte yn steat wêze om de dehydratisearre of gunked út gemyske te ferwiderjen of opnij op te lossen.
Yn dit gefal waard in nije laboratoariumtest-rig ûntworpen om streamende omstannichheden by de ynjeksjepoarten te replikearjen by in HP / HTg as produksjesysteem.De resultaten fan 'e dynamyske gun king tests litte sjen dat ûnder de foarstelde tapassingsbetingsten in signifikant ferlies fan oplosmiddel waard opnommen.Dit kin liede ta rappe gun kening en úteinlik blokkearjen fan de flowlines.It wurk hat dêrom oantoand dat der in relatyf signifikant risiko bestie foar trochgeande gemyske ynjeksje yn dizze putten foarôfgeand oan wetterproduksje en late ta it beslút om normale opstartprosedueres foar dit fjild oan te passen, en fertrage gemyske ynjeksje oant wettertrochbraak waard ûntdutsen.
De kwalifikaasje fan skaal ynhibitor foar trochgeande ynjeksje downhole hie hege fokus op solvent stripping en gun kening fan 'e skaal inhibitor op it ynjeksjepunt en yn' e flowline mar it potinsjeel foar gun kening yn de ynjeksje fentyl sels waard net evaluearre.De ynjeksjeklep mislearre wierskynlik fanwege signifikant ferlies fan oplosmiddel en rappe gewearkening,Fig.6.De resultaten litte sjen dat it wichtich is om in holistyske werjefte fan it systeem te hawwen;net allinnich rjochtsje op de produksje útdagings,mar ek útdagings yn ferbân mei ynjeksje fan de gemyske,ie ynjeksje fentyl.
Underfining út oare fjilden
Ien fan 'e iere rapporten oer problemen mei lange ôfstân gemyske ynjeksje linen wie fan' e Gull fak sandVig dis satellytfjilden (Osa etal.2001). yn 'e line fia de ynjeksjeklep.Nije rjochtlinen foar ûntwikkeling fan gemikaliën foar subsea produksje waarden ûntwikkele.De easken opnommen dieltsje removal (filtration) en tafoeging fan hydrate inhibitor (bgl. glycol) oan alle wetter basearre skaal inhibitors wurde ynjeksje op de ûnderseeske sjabloanen.Gemyske stabiliteit,viskositeit en kompatibiliteit (floeistof en materialen) waarden ek beskôge.Dizze easken binne fierder nommen yn it Statoil-systeem en omfetsje gemyske ynjeksje yn 'e gat.
Tidens de ûntwikkelingsfaze fan it Oseberg S of fjild waard besletten dat alle putten foltôge wurde moatte mei DHC I systemen (Fleming et al.2006). It doel wie om CaCO te foarkommen；skaalfergrutting yn 'e boppeste buizen troch SI-ynjeksje.Ien fan 'e grutte útdagings oangeande de gemyske ynjeksjelinen wie it realisearjen fan kommunikaasje tusken it oerflak en de downhole-outlet.De ynterne diameter fan de gemyske ynjeksje line smel fan 7mm nei 0.7mm (ID) om de annulus feiligens fentyl fanwege romte beheinings en it fermogen fan de floeistof wurde ferfierd troch dizze seksje hie beynfloede op it súkses rate.Ferskate platfoarmputten hiene gemyske ynjeksjelinen dy't ferstoppe wiene,mar de reden waard net begrepen.Treinen fan ferskate fluids (glycol,crude,condensate,xyleen,skaal ynhibitor,wetter ensfh.) waarden laboratoariumtest foar viskositeit en kompatibiliteit en nei foaren pompt en yn tsjinoerstreaming om de linen te iepenjen;lykwols,de doelskaal inhibitor koe net wurde pompt hielendal del nei de gemyske ynjeksje fentyl.Fierder,komplikaasjes waarden sjoen mei delslach fan de fosfonate skaal inhibitor tegearre mei oerbleaune CaCl z foltôging pekel yn ien put en gun kening fan de skaal inhibitor binnen in put mei hege gasoil ratio en lege wetter cut (Fleming etal. 2006)
Lessen leard
Testmetoadeûntwikkeling
De wichtichste lessen leard út it mislearjen fan DHC I-systemen binne mei respekt foar technyske effisjinsje fan 'e skaalinhibitor en net mei respekt foar de funksjonaliteit en gemyske ynjeksje.Topside-ynjeksje en subsea-ynjeksje hawwe oerwurk goed funksjonearre;lykwols,de applikaasje is útwreide nei gemyske ynjeksje yn 'e gat sûnder in oerienkommende update fan' e gemyske kwalifikaasjemetoaden.De ûnderfining fan Statoil fan 'e twa presinteare fjildfallen is dat de bestjoerlike dokumintaasje as rjochtlinen foar gemyske kwalifikaasje moatte wurde bywurke om dit soarte gemyske tapassing op te nimmen.De twa wichtichste útdagings binne identifisearre as i) fakuüm yn 'e gemyske ynjeksjeline en ii) potinsjele delslach fan' e gemyske.
Ferdamping fan 'e gemyske kin foarkomme op' e produksjebuizen (lykas sjoen yn 'e gun king-saak) en yn' e ynjeksjebuizen (in transiente ynterface is identifisearre yn 'e fakuümgefal) is d'r in risiko dat dizze precipitaten kinne wurde ferpleatst mei de stream en yn 'e ynjeksjeklep en fierder yn' e put.De ynjeksjeklep is faak ûntwurpen mei in filter streamop fan it ynjeksjepunt,dit is in útdaging,lykas yn it gefal fan delslach kin dit filter ferstoppe wurde, wêrtroch't de klep mislearret.
De observaasjes en foarriedige konklúzjes út 'e learde lessen resultearren yn in wiidweidich laboratoariumstúdzje oer de ferskynsels.It algemiene doel wie om nije kwalifikaasjemetoaden te ûntwikkeljen om ferlykbere problemen yn 'e takomst te foarkommen.Yn dizze stúdzje binne ferskate testen útfierd en ferskate laboratoariummetoaden binne ûntworpen (ûntwikkele yn oarder) om gemikaliën te ûndersiikjen mei respekt foar de identifisearre útdagings.
● Filterblokkades en produktstabiliteit yn sletten systemen.
● It effekt fan partiel solventferlies op 'e korrosiviteit fan' e gemikaliën.
● It effekt fan partiel oplosmiddel ferlies binnen in capillary op de formaasje fan fêste stoffen of viskeuze plugs.
Tidens de tests fan 'e laboratoariummetoaden binne ferskate potensjele problemen identifisearre
● Werhelle filterblokkades en minne stabiliteit.
● Formaasje fan fêste stoffen nei parsjele ferdamping fan in kapillair
● PH feroarings troch solvent ferlies.
De aard fan 'e útfierde testen hat ek ekstra ynformaasje en kennis levere oangeande feroaringen yn' e fysike eigenskippen fan gemikaliën binnen kapillaren as ûnderwurpen wurde oan bepaalde betingsten,en hoe't dit ferskilt fan bulk oplossingen ûnderwurpen oan ferlykbere betingsten.It testwurk hat ek grutte ferskillen identifisearre tusken de bulkfluid,dampfazen en oerbliuwende floeistoffen dy't liede kinne ta ferhege potinsjeel foar delslach en / of ferhege korrosiviteit.
De testproseduere foar korrosiviteit fan 'e skaalremmers waard ûntwikkele en opnommen yn' e bestjoersdokumintaasje.Foar elke tapassing moasten útwreide korrosiviteitstests wurde útfierd foardat ynjeksje fan skaalinhibitor kin wurde ymplementearre.Gun king-tests fan 'e gemyske yn' e ynjeksjeline binne ek útfierd.
Foardat de kwalifikaasje fan in gemysk begjint, is it wichtich om in wurkomfang te meitsjen dy't de útdagings en it doel fan 'e gemyske beskriuwt.Yn 'e earste faze is it wichtich om de wichtichste útdagings te identifisearjen om de soarten gemyske(n) te selektearjen dy't it probleem sille oplosse.In gearfetting fan de wichtichste akseptearingskritearia is te finen yn Tabel 2.
Kwalifikaasje fan gemikaliën
Kwalifikaasje fan gemikaliën bestiet út sawol testen as teoretyske evaluaasjes foar elke applikaasje.Technyske spesifikaasjes en testkritearia moatte wurde definieare en fêststeld,bygelyks binnen HSE,materiaal komptabiliteit,produktstabiliteit en produktkwaliteit (dieltsjes).Fierder,it friespunt,viskositeit en kompatibiliteit mei oare gemikaliën,hydrate inhibitor,formaasje wetter en de produsearre floeistof moatte wurde bepaald.In ferienfâldige list mei testmetoaden dy't miskien wurde brûkt foar kwalifikaasje fan gemikaliën wurdt jûn yn Tabel 2.
Trochrinnende fokus op en tafersjoch op de technyske effisjinsje,dosering tariven en HSE feiten binne wichtich.De easken fan in produkt kinne feroarje in fjild of in proses plant libben；fariearje mei produksje tariven likegoed as floeibere gearstalling.Ferfolchaktiviteit mei evaluaasje fan prestaasjes,optimisaasje en/of testen fan nije gemikaliën moat faak dien wurde om it optimale behannelingprogramma te garandearjen.
Ôfhinklik fan de oalje kwaliteit,wetterproduksje en technyske útdagings by de offshore-produksjefabryk,it brûken fan produksjegemikaliën is miskien nedich om eksportkwaliteit te berikken,regeljouwing easken,en om de offshore-ynstallaasje op in feilige manier te betsjinjen.Alle fjilden hawwe ferskillende útdagings, en de produksje gemikaliën nedich sil fariearje fan fjild nei fjild en oerwurk.
It is wichtich om te fokusjen op technyske effisjinsje fan produksjegemikaliën yn in kwalifikaasjeprogramma,mar it is ek tige wichtich om te rjochtsjen op 'e eigenskippen fan' e gemyske,lykas stabiliteit,produkt kwaliteit en kompatibiliteit.Kompatibiliteit yn dizze ynstelling betsjut kompatibiliteit mei de fluids,materialen en oare produksjegemikaliën.Dit kin in útdaging wêze.It is net winsklik om in gemysk te brûken om in probleem op te lossen om letter te ûntdekken dat it gemysk bydraacht oan of nije útdagings skept.It is miskien de eigenskippen fan 'e gemyske en net de technyske útdaging dy't de grutste útdaging is.
Spesjale easken
Spesjale easken oangeande filtraasje fan levere produkten moatte tapast wurde foar it subseasysteem en foar trochgeande ynjeksje yn it gat.Strainer en filters yn it gemysk ynjeksjesysteem moatte wurde levere op basis fan 'e spesifikaasje op' e streamôfwerts apparatuer fan it boppekant ynjeksjesysteem,pompen en ynjeksje kleppen,nei de downhole ynjeksje kleppen.Wêr't trochgeande ynjeksje fan gemikaliën wurdt tapast yn 'e gat, moat de spesifikaasje yn it gemysk ynjeksjesysteem basearre wêze op' e spesifikaasje mei de heechste kritykens.Dit is miskien it filter by de ynjeksjeklep yn 'e gat.
Ynjeksje útdagings
It ynjeksjesysteem kin 3-50 km ôfstân fan 'e umbilical subsea flowline en 1-3 km del yn 'e put betsjutte.Fysike eigenskippen lykas viskositeit en de mooglikheid om de gemikaliën te pompen binne wichtich.As de viskositeit by seeboaiemtemperatuer te heech is, kin it in útdaging wêze om it gemysk troch de gemyske ynjeksjeline yn 'e ûnderseeboat en nei it ûnderseeske ynjeksjepunt of yn 'e put te pompen.De viskositeit moat wêze neffens systeem spesifikaasje by ferwachte opslach of operasjonele temperatuer.Dit moat yn elk gefal evaluearre wurde,en sil systeem ôfhinklik wêze.As tafel is gemyske ynjeksjetaryf in faktor foar sukses yn gemyske ynjeksje.Om it risiko te minimalisearjen om de gemyske ynjeksjeline te stopjen,de gemikaliën yn dit systeem moatte hydratisearre wurde (as potinsjeel foar hydraten).Kompatibiliteit mei fluids oanwêzich yn it systeem (konserveringsfluid) en de hydrate-inhibitor moat wurde útfierd.Stabiliteitstests fan 'e gemyske by werklike temperatueren (leechst mooglike omjouwingstemperatuer,omjouwingstemperatuer,subsea temperatuer,ynjeksjetemperatuer) moatte trochjûn wurde.
In programma foar it waskjen fan de gemyske ynjeksjelinen op bepaalde frekwinsje moat ek wurde beskôge.It kin in previntive effekt jaan om de gemyske ynjeksjeline regelmjittich te spoelen mei oplosmiddel,glycol of skjinmeitsjen gemysk te ferwiderjen mooglike ôfsettings foardat it wurdt opboud en kin feroarsaakje plugging fan de line.De keazen gemyske oplossing fan spoelfluid moat wêzekompatibel mei de gemyske yn 'e ynjeksjeline.
Yn guon gefallen wurdt de gemyske ynjeksjeline brûkt foar ferskate gemyske tapassingen basearre op ferskate útdagings oer in fjildlibben en floeibere omstannichheden.Yn 'e inisjele produksjefaze foar wettertrochbraak kinne de wichtichste útdagings oars wêze fan dy yn' e lette libben, faak relatearre oan ferhege wetterproduksje.Om te feroarjen fan net-waterige oplosmiddel basearre inhibitor lykas asfalt ene inhibitor nei wetter basearre gemyske lykas skaal inhibitor kin jaan útdagings mei komptabiliteit.It is dêrom wichtich om te fokusjen op kompatibiliteit en kwalifikaasje en gebrûk fan spacers as it plan is om gemysk te feroarjen yn 'e gemyske ynjeksjeline.
Materialen
Oangeande materiaal komptabiliteit,alle gemikaliën moatte ferienichber wêze mei sealen,elastomers,pakkingen en boumaterialen brûkt yn it gemysk ynjeksjesysteem en de produksjeplant.Testproseduere foar korrosiviteit fan gemikaliën (bgl. soere skaal-inhibitor) foar trochgeande ynjeksje yn it gat moat wurde ûntwikkele.Foar elke applikaasje moatte útwreide korrosiviteitstests dien wurde foardat ynjeksje fan gemikaliën kin wurde ymplementearre.
Diskusje
De foardielen en neidielen fan trochgeande gemyske ynjeksje yn 'e gat moatte wurde evaluearre.Trochrinnende ynjeksje fan skaal ynhibitor te beskermjen de DHS Vor de produksje tubing is in elegante metoade te beskermjen de put út skaal.Lykas neamd yn dit papier binne der ferskate útdagings mei trochgeande downhole gemyske ynjeksje,lykwols om it risiko te ferminderjen is it wichtich om de ferskynsels te begripen dy't ferbûn binne mei de oplossing.
Ien manier om it risiko te ferminderjen is te fokusjen op testmetoadeûntwikkeling.Yn ferliking mei topside of subsea gemyske ynjeksje binne d'r ferskate en slimmer omstannichheden yn 'e put.De kwalifikaasjeproseduere foar gemikaliën foar trochgeande ynjeksje fan gemikaliën yn it gat moat dizze feroaringen yn betingsten rekken hâlde.De kwalifikaasje fan 'e gemikaliën moat wurde makke neffens it materiaal wêrmei't de gemikaliën yn kontakt komme kinne.De easken foar kompatibiliteitskwalifikaasje en testen by betingsten dy't de ferskate betingsten foar de libbenssyklus fan 'e put sa ticht mooglik replikearje dy't dizze systemen sille wurkje, moatte wurde bywurke en ymplementearre.De ûntwikkeling fan de testmetoade moat fierder wurde ûntwikkele nei mear realistyske en represintative testen.
Derneist,de ynteraksje tusken de gemikaliën en de apparatuer is essinsjeel foar sukses.Untwikkeling fan gemyske ynjeksjekleppen moat rekken hâlde mei de gemyske eigenskippen en de lokaasje fan it ynjeksjeklep yn 'e put.It moat wurde beskôge om echte ynjeksjekleppen op te nimmen as ûnderdiel fan 'e testapparatuer en it útfieren fan prestaasjestesten fan' e skaalinhibitor en klepûntwerp as ûnderdiel fan it kwalifikaasjeprogramma.Om skaal ynhibitoren te kwalifisearjen,de wichtichste fokus hat earder west op de proses útdagings en skaal remming,mar goede skaal ynhibysje hinget ôf fan stabile en trochgeande ynjeksje.Sûnder stabile en trochgeande ynjeksje sil it potinsjeel foar skaalfergrutting tanimme.As de ynjeksjeklep fan 'e skaal-inhibitor is ferwûne en d'r is gjin ynjeksje fan' e skaalremmer yn 'e floeistofstream,de put en feiligenskleppen binne net beskerme tsjin skaal en dêrtroch kin feilige produksje yn gefaar komme.De kwalifikaasjeproseduere moat soargje foar de útdagings yn ferbân mei de ynjeksje fan 'e skaalinhibitor neist de prosesútdagings en de effisjinsje fan' e kwalifisearre skaalremmer.
De nije oanpak omfettet ferskate dissiplines en gearwurking tusken de dissiplines en respektivelike ferantwurdlikheden moat dúdlik wurde.Yn dizze applikaasje it boppesteande prosessysteem,subsea sjabloanen en goed ûntwerp en oanfollingen binne belutsen.Multi-disipline netwurken dy't rjochtsje op it ûntwikkeljen fan robúste oplossingen foar gemyske ynjeksjesystemen binne wichtich en miskien de wei nei sukses.Kommunikaasje tusken de ferskate dissiplines is kritysk;foaral nauwe kommunikaasje tusken de skiekundigen dy't kontrôle hawwe oer de tapaste gemikaliën en de putingenieurs dy't kontrôle hawwe oer de apparatuer dy't yn 'e put brûkt wurdt, is wichtich.Om de útdagings fan 'e ferskate dissiplines te begripen en fan elkoar te learen is essensjeel om de kompleksiteit fan it heule proses te begripen.
Konklúzje
● Trochrinnende ynjeksje fan skaal ynhibitor te beskermjen de DHS Vor de produksje tubing is in elegante metoade te beskermjen de put foar skaal
● Om de identifisearre útdagings op te lossen,folgjende oanbefellings binne:
● In tawijd DHCI-kwalifikaasjeproseduere moat wurde útfierd.
● Kwalifikaasjemetoade foar gemyske ynjeksjekleppen
● Test- en kwalifikaasjemetoaden foar gemyske funksjonaliteit
● Metoade ûntwikkeling
● Relevante materiaal testen
● De multydissiplinêre ynteraksje dêr't kommunikaasje tusken de ferskate belutsen dissiplines krúsjaal is foar sukses.
Acknowledgements
De skriuwer wol Statoil AS A betankje foar tastimming om dit wurk te publisearjen en Baker Hughes en Schlumberger foar it tastean fan gebrûk fan it byld yn Fig.2.
Nomenklatuer
(Ba/Sr)SO4=barium/strontiumsulfaat
CaCO3 = kalsiumkarbonaat
DHCI = gemyske ynjeksje ûnder it gat
DHSV = feilichheidsklep ûnder it gat
eg=bygelyks
GOR = gasoil ratio
HSE=omjouwing foar sûnensfeiligens
HPHT = hege druk hege temperatuer
ID = binnendiameter
ie=dat is
km = kilometers
mm = millimeter
MEG = mono ethylene glycol
mMD = meter mjitten djipte
OD = bûtendiameter
SI = skaal inhibitor
mTV D = meter totale fertikale djipte
U-buis = U-foarmige buis
VPD = dampdruk depressant
figuer 1. Oersjoch fan de subsea en downhole gemyske ynjeksje systemen yn atypysk fjild.Skets fan gemyske ynjeksje streamop DHSV en de relatearre ferwachte útdagings.DHS V = downhole feiligens fentyl, PWV = proses wjuk fentyl en PM V = proses master fentyl.
figuer 2. Skets fan atypyske downhole gemyske ynjeksje systeem mei de mandrel en fentyl.It systeem wurdt heakke oan it oerflak mannichfâldich, fied troch-en ferbûn mei de tubing hanger oan de ringfoarmige kant fan de tubing.De gemyske ynjeksje mandrel wurdt tradisjoneel pleatst djip yn 'e put mei de bedoeling om te jaan gemyske beskerming.
figuer 3. Typyske put barriêre skema,dêr't de blauwe kleur stiet foar de primêre put barriêre envelope;yn dit gefal de produksje tubing.De reade kleur stiet foar de sekundêre barriêre envelope;it omhulsel.Oan 'e lofterkant wurdt de gemyske ynjeksje oanjûn, swarte line mei ynjeksjepunt nei de produksjebuizen yn it read markearre gebiet (sekundêre barriêre).
figuer 4. Pitted gat fûn yn 'e boppeste diel fan' e 3/8 "ynjeksje line.It gebiet wurdt toand yn de skets fan atypyske put barriêre skema, markearre mei oranje ellips.
figuer 5. Swiere corrosie oanfal op de 7 "3% Chrome tubing.De figuer toant de corrosie oanfal nei skaalfergrutting inhibitor spuite út de pitted gemyske ynjeksje line op de produksje tubing.
figuer 6. Debris fûn yn de gemyske ynjeksje fentyl.It pún yn dit gefal wie metalen spaanen wierskynlik út it ynstallaasjeproses neist wat witich ôffal.Undersyk fan 'e wite pún die bliken polymeren te wêzen mei ferlykbere skiekunde as de ynjeksjede gemyske
Post tiid: Apr-27-2022