بازدارنده های خوردگی برای تزریق آب در چاه‌های نفت
فرآیند تزریق آب
تزریق آب یک تکنیک بازیابی ثانویه نفت است که به‌طور گسترده‌ای برای ازدیاد برداشت نفت خام از میادین نفتی قدیمی استفاده می‌شود. این فرآیند شامل تزریق آب به مخزن برای حفظ فشار و جابجایی نفت باقی‌مانده به سمت چاه‌های تولید است. با این حال، ورود آب به سیستم چاه نفت می‌تواند منجر به مشکلات مختلف مرتبط با خوردگی شود.
خوردگی می‌تواند به دلیل چندین عامل، از جمله وجود میکروارگانیسم‌ها، تشکیل رسوب، اکسیژن و شوری بالا در آب تزریقی رخ دهد. وجود بیش از حد آب می‌تواند منجر به افزایش هزینه‌های استخراج، حمل و نقل، جداسازی و دفع آب تولید شده و همچنین نگرانی‌های زیست‌محیطی شود. علاوه بر این، خوردگی می‌تواند تمایل به تشکیل امولسیون و رسوب را افزایش دهد و عمر اقتصادی چاه را کاهش دهد.
برای مقابله با این چالش‌ها، استفاده از ترکیبات ضد خوردگی در فرآیند تزریق آب به یک جنبه حیاتی برای حفظ یکپارچگی و کارایی سیستم چاه نفت تبدیل شده است.
انتخاب و کاربرد بازدارنده‌های خوردگی
انتخاب یک بازدارنده خوردگی مناسب برای سیستم‌های تزریق آب به چندین عامل بستگی دارد، از جمله ترکیب آب تزریقی، شرایط عملیاتی و مکانیزم‌های خاص خوردگی موجود. همچنین عواملی مانند هزینه، تأثیر بر محیط زیست و سازگاری با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم نیز باید مد نظر قرار گیرد.
پلی‌ساکاریدها، مانند آلژینات‌ها و پلی‌ساکاریدهای آلوئه، نتایج امیدوارکننده‌ای به عنوان بازدارنده‌های خوردگی دوستدار محیط زیست برای کاربردهای نفت و گاز نشان داده‌اند. شرکت شیمیایی تصفیه به عنوان شرکتی پیشرو در تولید مواد شیمیایی حوزه نفت و گاز و پتروشیمی، سعی دارد در این مقاله شما را با فرآیند تزریق آب، چالش‌های خوردگی مرتبط با آن و انواع مختلف بازدارنده‌های خوردگی که می‌توانند برای کاهش این مسائل به کار گرفته شوند، آشنا کند.
ترکیب و انواع بازدارنده‌های خوردگی
- ترکیبات محلول در آب: بسیاری از بازدارنده‌های خوردگی مؤثر محلول در آب هستند و به این ترتیب می‌توانند با آب تزریقی مخلوط شوند. انواع رایج شامل بازدارنده‌های مبتنی بر ایمیدازولین و نمک‌های آمونیوم کواترنری هستند که فیلم‌های محافظی روی سطوح فلزی تشکیل می‌دهند.
- تشکیل فیلم: بازدارنده‌های film forming روی سطح تجهیزات فلزی فیلمی ایجاد می کنند که به سطوح فلزی می‌چسبد و مانع از نفوذ عوامل خورنده‌ای مانند اکسیژن حل شده و یون‌های موجود در آب می‌شود. این تشکیل فیلم برای جلوگیری از خوردگی در محیط‌هایی با محتوای بالای آب حیاتی است.
برای کاهش مشکلات خوردگی در سیستم‌های تزریق آب، انواع مختلفی از بازدارنده‌های خوردگی توسعه یافته و مورد استفاده قرار گرفته‌اند. نوع رایج بازدارنده‌های خوردگی که در سیستم‌های تزریق آب استفاده می‌شود شامل موارد زیر است:
بازدارنده‌های خوردگی آلی
بازدارنده‌های خوردگی آلی به دلیل کارایی بالا، صرفه‌جویی در هزینه و دوستداری محیط زیست توجه زیادی را در صنعت نفت و گاز جلب کرده‌اند. ترکیبات هتروسیکلی که حاوی اتم‌های نیتروژن، اکسیژن و گوگرد هستند، به طور گسترده‌ای به عنوان بازدارنده‌های خوردگی آلی مورد استفاده قرار گرفته‌اند؛ زیرا می‌توانند یک فیلم محافظ بر روی سطح فلز تشکیل دهند و از خوردگی جلوگیری کنند.
- نمونه‌هایی از بازدارنده‌های خوردگی آلی شامل مشتقات ایمیدازولین، بیوپلیمر آلژینات مبتنی بر عصاره Sargassum muticum و پلی‌ساکارید آلوئه هستند.
- بازدارنده‌های خوردگی مبتنی بر ایمیدازولین به‌طور گسترده‌ای در سیستم‌های تزریق آب برای چاه‌های نفت استفاده می‌شوند تا خوردگی ناشی از عوامل خورنده مختلف، از جمله اکسیژن حل شده و نمک‌ها را کاهش دهند. بازدارنده‌های ایمیدازولین معمولاً از اسیدهای چرب و پلی‌آمین‌ها سنتز می‌شوند که منجر به فرمولاسیون‌هایی می‌شود که در محیط‌های آبی مؤثر هستند. این بازدارنده‌ها می‌توانند به‌گونه‌ای طراحی شوند که محلول در آب و تجزیه‌پذیر باشند، که آن‌ها را برای کاربردهای میادین نفتی که ملاحظات زیست‌محیطی مهم است، مناسب می‌سازد. مطالعات نشان داده‌اند که بازدارنده‌های مبتنی بر ایمیدازولین می‌توانند تحت شرایط مختلف، از جمله وجود CO۲ وH۲S کارایی بالایی در جلوگیری از خوردگی داشته باشند، که اغلب بیش از ۹۰٪ است.
- از دیگر بازدارند های خوردگی آلی می توان به دیسپرس کننده های پلیمری که در جلوگیری از تشکیل رسوب و تجمع مواد معدنی مؤثر هستند، اشاره کرد.
بازدارنده‌های خوردگی معدنی
بازدارنده‌های خوردگی معدنی، مانند کرومات‌ها، نیتریت‌ها و نمک‌های جیوه، به طور سنتی در صنعت نفت و گاز مورد استفاده قرار گرفته‌اند. با این حال، این ترکیبات به دلیل سمیت بالا و نگرانی‌های زیست‌محیطی محدود یا ممنوع شده‌اند.
مخلوطی بر پایه فسفین و اسید سوکسینیک نیز نمونه دیگری از بازدارنده‌های خوردگی معدنی است که در حفاظت از تجهیزات در برابر خوردگی در صنعت نفت و گاز مؤثر است.
شرکت شیمیایی تصفیه بازدارنده خوردگی سری TCOR25xx را جهت مصرف در چاه های تزریق آب فرموله و تولید می کند. این سری ممانعت کننده ها بر پایه ترکیبات هتروسیکل هستند که به صورت تشکیل فیلم از فلزات محافظت می کنند. این سری بازدارنده خوردگی طوری طراحی شده است تا به‌طور مؤثر خوردگی ناشی از اکسیژن حل‌شده و سایر یون‌ها را کنترل کند. این محصول نتایج عالی را زمانی که به‌طور پیوسته یا به صورت batch تزریق شود، نشان می‌دهد. می‌توان از آن برای حفظ یکپارچگی خطوط جریان چاه‌های آب‌بر، تجهیزات فرآیندی و ذخیره‌سازی آب استفاده کرد. این محصول در دمای حدود ۲۵ درجه سانتی‌گراد به شکل مایع همگن و روان و بدون ناخالصی‌های قابل مشاهده است.
It shows excellent results when injected continuously or batch treatment. It can be used to treat water cut well flow lines, process equipment and water storage. This is in the form of homogenous and free flowing liquid at 24±۲۰ C and free from visible impurities.
کاربرد محصول:
provides excellent protection from Corrosion, which can be caused in Water Injection System, Wash Waters used in De-salting Plants and Wet Production System.
Wet Production System.
بازدارنده های خوردگی تزریق آب سری TCOR25xx حفاظت عالی از خوردگی را فراهم می‌کند که می‌تواند در سیستم های تزریق آب، آب‌های شستشو استفاده شده در کارخانه‌های نمک‌زدایی و سیستم تولید مرطوب استفاده شود. مقدار زیادی آب در کاربردهای میدان نفتی/پالایشگاه‌ها استفاده می‌شود که حاوی مواد خورنده زیادی مانند اکسیژن حل‌شده و نمک‌های مختلف است. این محصول برای کنترل خوردگی داخلی ناشی از اکسیژن حل‌شده و سایر یون‌ها در سیستم‌های تولید نفت و گاز، خطوط لوله گاز، سیستم‌های ذخیره‌سازی/تزریق آب و خطوط لوله طراحی شده است. بازدارنده های خوردگی تزریق آب سری TCOR25xx بازدارنده های خوردگی آلی محلول در آب است که با تمام دیگر مواد شیمیایی استفاده شده در سیستم تزریق آب، کارخانه‌های نمک‌زدایی و سیستم تولید مرطوب سازگار است.
مکانیسم‌های خوردگی در تزریق آب
فرآیندهای خوردگی در سیستم‌های تزریق آب می‌تواند به چندین عامل نسبت داده شود. ایجاد آسیب نیز ممکن است به دلیل مکانیزم‌های مختلفی مانند خوردگی، فرسایش و تشکیل هیدرات رخ دهد. کانال‌سازی آب، که یک مشکل رایج در تزریق آب است، می‌تواند با ایجاد مسیرهای جریان ترجیحی و افزایش قرارگیری اجزای چاه در معرض آب خورنده، به خوردگی کمک کند.
فیلم‌های حفاظتی: مکانیسم اصلی شامل تشکیل یک فیلم حفاظتی چسبنده است که در برابر نفوذ مواد خورنده مقاومت می‌کند. بخش‌های قطبی مولکول‌های بازدارنده به سطوح فلزی متصل می‌شوند و قابلیت‌های حفاظتی آن‌ها را تقویت می‌کنند.
ظرفیت بافر: برخی از بازدارنده‌ها همچنین دارای خواص بافری هستند که به خنثی‌سازی ترکیبات اسیدی که ممکن است در مایعات چاه وجود داشته باشند، کمک می‌کنند، به ویژه در محیط‌های ترش که هیدروژن سولفید (H۲S) یک نگرانی محسوب می شود.
معیارهای انتخاب بازدارنده‌های خوردگی
انتخاب یک بازدارنده خوردگی مناسب برای سیستم‌های تزریق آب به عوامل مختلفی بستگی دارد، از جمله ترکیب آب تزریقی، شرایط عملیاتی و مکانیزم‌های خاص خوردگی موجود در سیستم.
برخی از معیارهای کلیدی که باید در هنگام انتخاب یک بازدارنده خوردگی مد نظر قرار گیرد عبارتند از:
بازدارنده‌های خوردگی مقرون به صرفه
علاوه بر ملاحظات زیست‌محیطی، صرفه‌جویی در هزینه بازدارنده‌های خوردگی یک عامل مهم در صنعت نفت و گاز است. استفاده از بازدارنده‌های آلی، مانند مشتقات ایمیدازولین، می‌تواند راه‌حلی مقرون به صرفه‌تر نسبت به بازدارنده‌های معدنی سنتی باشد.
تأثیر زیست‌محیطی بازدارنده‌های خوردگی
تأثیر زیست‌محیطی بازدارنده‌های خوردگی یک ملاحظه حیاتی در صنعت نفت و گاز است. بازدارنده‌های غیرآلی سنتی، مانند کرومات‌ها، نیتریت‌ها و نمک‌های جیوه، به شدت سمی هستند و می‌توانند تأثیر منفی بر اکوسیستم اطراف داشته باشند.
در مقابل، بازدارنده‌های آلی و زیست‌تخریب‌پذیر، مانند پلی‌ساکارید آلوئه و بیوپلیمر آلژینات مبتنی بر عصاره Sargassum muticum، تأثیر زیست‌محیطی بسیار کمتری دارند و به عنوان جایگزین‌های دوستدار محیط زیست در نظر گرفته می‌شوند.
سازگاری بازدارنده‌های خوردگی
سازگاری بازدارنده‌های خوردگی با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم تزریق آب یک عامل مهم است که باید مد نظر قرار گیرد. بازدارنده نباید بر عملکرد سایر مواد شیمیایی مصرفی در چاه نفت، مانند بازدارنده‌های رسوب و بیوسایدها، تأثیر بگذارد و باید تحت شرایط عملیاتی پایدار باشد.
دوز و کاربرد بازدارنده‌های خوردگی
دوز بهینه و روش کاربرد بازدارنده خوردگی برای اثربخشی آن حیاتی است. عواملی مانند غلظت بازدارنده، فراوانی کاربرد و روش تزریق (مانند تزریق مداوم یا دسته‌ای) باید به دقت ارزیابی شوند تا بهترین عملکرد و صرفه‌جویی در هزینه تضمین شود.
نظارت و ارزیابی بازدارنده‌های خوردگی
نظارت و ارزیابی مداوم عملکرد بازدارنده خوردگی برای اطمینان از اثربخشی بلندمدت آن ضروری است. بازرسی‌های منظم، اندازه‌گیری نرخ خوردگی و تجزیه و تحلیل‌های شیمیایی می‌توانند به شناسایی هر گونه تغییر در سیستم کمک کنند و امکان تنظیمات به موقع در جلوگیری از خوردگی را فراهم آورند.
بهینه‌سازی بازدارنده‌های خوردگی
انتخاب و بهینه‌سازی بازدارنده‌های خوردگی برای سیستم‌های تزریق آب در صنعت نفت و گاز یک فرآیند پیچیده است که نیاز به درک جامع از شیمی سیستم، شرایط عملیاتی و مکانیزم‌های بالقوه خوردگی دارد. با ارزیابی دقیق معیارها و پشتیبانی فنی مشاوران ما در شرکت شیمیایی تصفیه، اپراتورها می‌توانند به طور مؤثری خوردگی را کاهش دهند و کارایی کلی و عمر مفید سیستم‌های تزریق آب خود را افزایش دهند.
آزمایش عملکرد بازدارنده‌های خوردگی
ارزیابی عملکرد بازدارنده‌های خوردگی برای اطمینان از اثربخشی آن‌ها در سیستم تزریق آب ضروری است. برخی از روش‌های رایج برای آزمایش عملکرد بازدارنده‌های خوردگی شامل موارد زیر است:
- اثربخشی بلندمدت بازدارنده‌های خوردگی
اثربخشی بلندمدت بازدارنده‌های خوردگی برای پایداری سیستم‌های تزریق آب حیاتی است. عواملی مانند پایداری بازدارنده تحت شرایط متغیر، سازگاری با سایر مواد شیمیایی و پتانسیل توسعه مکانیزم‌های بازدارنده های مقاوم به خوردگی باید به دقت ارزیابی شوند.
- انطباق با مقررات برای بازدارنده‌های خوردگی
انتخاب و استفاده از بازدارنده‌های خوردگی در صنعت نفت و گاز باید به الزامات قانونی و مقررات زیست‌محیطی که ممکن است اعمال شود، توجه کند.
- فناوری‌های نوظهور بازدارنده‌های خوردگی
علاوه بر بازدارنده‌های خوردگی زیست تخریب پذیر و دوستدار محیط زیست که مورد بحث قرار گرفت، تلاش‌های تحقیق و توسعه مستمری نیز برای بررسی فناوری‌های جدید و نوآورانه بازدارنده‌های خوردگی در حال انجام است. این فناوری‌ها ممکن است شامل موارد زیر باشد:
– بازدارنده‌های خوردگی مبتنی بر نانوذرات
– بازدارنده‌های خوردگی هوشمند یا پاسخگو که می‌توانند با شرایط متغیر سازگار شوند
– بازدارنده‌های خوردگی مشتق شده از منابع تجدیدپذیر و پایدار
مطالعات موردی بازدارنده‌های خوردگی
برای نشان دادن کاربرد بازدارنده‌های خوردگی در سیستم‌های تزریق آب، چندین مطالعه موردی می‌تواند بررسی شود:
- یک مطالعه موردی درباره استفاده از بازدارنده‌های خوردگی مبتنی بر فسفات در یک میدان نفتی خاورمیانه‌ای (Rabaioli & Lockhart, 1996).
- مطالعه مورد دیگری در یک عملیات گاز شیل (shale gas operation) در آمریکای شمالی انجام شد که در آن پیاده‌سازی بازدارنده‌های خوردگی دوستدار محیط زیست مشتق شده از منابع طبیعی، مانند عصاره‌های گیاهی و پلی‌ساکاریدها، مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه دقیق به عوامل و تکنیک‌های مطرح شده در این مقاله، اپراتورهای صنعت نفت و گاز می‌توانند به طور مؤثری خوردگی را در سیستم‌های تزریق آب خود کاهش دهند و همچنین پایداری زیست‌محیطی و صرفه‌جویی در هزینه را اولویت‌بندی کنند.
- مطالعه موردی دیگری درباره استفاده از بازدارنده‌های خوردگی مبتنی بر ایمیدازولین در یک میدان عمیق دریایی، که اهمیت سازگاری با سایر مواد شیمیایی و اثربخشی بلندمدت را برجسته می‌کند (Kong et al., 2021).
شرکت شیمیایی تصفیه
شرکت شیمیایی تصفیه یکی از ارائه‌دهندگان پیشرو بازدارنده‌های خوردگی و سایر راه های تصفیه آب برای صنعت نفت و گاز است. سبد محصولات ما شامل مجموعه‌ای از بازدارنده های خوردگی آلی و معدنی، همچنین بازدارنده های رسوب، بیوساید ها و سایر مواد شیمیایی تخصصی می‌باشد.
بازدارنده های خوردگی ما به گونه ای طراحی شده اند که به طور مؤثر خوردگی را در سیستم‌های تزریق آب، خطوط لوله و سایر تجهیزات میادین نفتی کاهش دهند. ما با تکیه بر دانش فنی متخصصان خود در واحد تحقیق و توسعه تلاش می کنیم به صنایع مختلف راه‌حل‌های سفارشی و پشتیبانی فنی ارائه دهیم تا عملکرد بهینه و اثربخشی بلند مدت را تضمین کنیم.
نکته مهم درباره بازدارنده‌های خوردگی ما تحت نام سری TCOR25xx این است که آن‌ها به گونه‌ای فرموله شده‌اند که با آخرین الزامات قانونی مطابقت دارند. مزیت دیگر ضدخوردگی های سری TCOR25xx این است که آن‌ها با سایر مواد شیمیایی مورد استفاده در سیستم تزریق آب سازگار هستند.
سری TCOR2500 به گونه‌ای طراحی شده‌اند که حفاظت بلندمدت در برابر انواع مختلف خوردگی، از جمله خوردگی عمومی، خوردگی زیر رسوبی، خوردگی حفره ای و خوردگی میکروبی را فراهم کنند.
هدف ما در شرکت شیمیایی تصفیه کمک به مشتریان در صنعت نفت و گاز، برای دستیابی به اهداف مدیریت خوردگی است، در حالی که پایداری، سازگاری، مقرون به صرفه بودن و کارایی حداکثری را نیز در اولویت قرار می‌دهیم.
متخصصان ما در تیم تحقیق و توسعه به طور مداوم در حال کار بر روی بهبود عملکرد و گسترش کاربرد محصولات بازدارنده خوردگی ما هستند.
ما بازدارنده‌های سری TCOR را سنتز و فرموله می‌کنیم تا اطمینان حاصل کنیم که راه‌حل‌های ما هم مؤثر و هم مقرون به صرفه هستند.
| ویژگی فیزیکی | مایع |
| pH | |
| دانسیته | |
| نقطه اشتعال | |
| انحلال پذیری | محلول در آب |