Questo documento discute i vari meccanismi che possono portare alla formazione di incrostazioni di solfuro di ferro in profondità, le tecniche che possono essere usate per prevenire la sua formazione e i metodi per rimuoverle. Le incrostazioni di solfuro di ferro sono presenti nei pozzi di produzione di petrolio e gas, nei pozzi di iniezione e di approvvigionamento dell’acqua. Ci sono vari meccanismi che possono portare alla formazione di solfuro di ferro. Tuttavia, tutti questi meccanismi richiedono fonti di solfuro di idrogeno e ferro. L’idrogeno solforato può derivare da batteri che riducono il solfato, dalla decomposizione termica del solfato o dall’essere introdotto nel pozzo come nelle operazioni di sollevamento del gas. Il ferro può essere prodotto dalla formazione, specialmente dai serbatoi di arenaria ed è anche presente in profondità come risultato di vari processi di corrosione. La combinazione di idrogeno solforato e ferro causerà la formazione di varie specie di solfuro di ferro. Il rapporto tra ferro e solfuro in queste specie dipende da temperatura, pressione, pH e concentrazione di idrogeno solforato. Questo rapporto gioca un ruolo chiave nel determinare il metodo migliore per rimuovere le scaglie di solfuro di ferro. L’acido cloridrico può essere usato per dissolvere le specie di solfuro di ferro che contengono ferro e zolfo in un rapporto molare vicino all’unità. Formule non acide possono essere usate per rimuovere le incrostazioni di solfuro di ferro, tuttavia, la loro capacità di dissolvere il solfuro di ferro dipende dal rapporto molare di ferro e solfuro. Per prevenire la formazione di solfuro di ferro, i trattamenti di spremitura alla formazione si sono rivelati molto efficaci. Questo articolo discute i vari meccanismi che possono portare alla formazione di solfuro di ferro, i metodi chimici e meccanici per rimuoverlo e i trattamenti chimici di spremitura per prevenirne la formazione e/o il deposito.
Risultati, Conclusioni
Esteso lavoro sul campo è stato condotto per identificare il tipo di calcare di solfuro di ferro presente e i meccanismi che portano alla sua formazione. Le specie di solfuro di ferro erano presenti nei pozzi di gas, petrolio e acqua. Le caratteristiche chimiche e fisiche delle incrostazioni di solfuro di ferro sono risultate essere una funzione della temperatura, della pressione, del pH e dell’età delle incrostazioni. Altre proprietà delle incrostazioni, densità e spessore, sono risultate variare con la profondità e l’età delle incrostazioni. Sono stati esaminati in dettaglio vari trattamenti meccanici e chimici per rimuovere le incrostazioni di solfuro di ferro. Sono stati identificati i vantaggi e gli svantaggi di ogni metodo. Il metodo migliore per trattare le incrostazioni di solfuro di ferro è quello di evitarne la formazione in primo luogo. I trattamenti chimici di spremitura si sono rivelati efficaci a questo proposito. Una volta che le incrostazioni di solfuro di ferro si sono formate, si raccomanda di rimuoverle usando lavaggi acidi con additivi appropriati. I mezzi meccanici sono raccomandati per le vecchie incrostazioni di solfuro di ferro, che hanno una bassa solubilità acida.
Area di interesse
Le incrostazioni di solfuro di ferro sono presenti nei pozzi di petrolio e gas acido e negli iniettori che sono contaminati da batteri riducenti il solfato (SRB). Aumenta il tasso di corrosione dei tubolari downhole e influisce negativamente sulle prestazioni di vari pozzi. Riduce l’efficienza della separazione olio-acqua in vari GOSP. La rimozione delle incrostazioni di solfuro di ferro è un processo complesso, specialmente nelle condizioni di downhole. L’ottimizzazione di questo processo richiederà la piena comprensione delle varie interazioni chimiche.
Le specie di solfuro di ferro sono note per causare problemi operativi nell’industria petrolifera. La presenza di particelle di solfuro di ferro nell’acqua iniettata può causare la perdita di iniettività negli iniettori di acqua di potenza1-3 e nei pozzi di smaltimento dell’acqua.4 L’accumulo di solfuro di ferro e di biomassa intorno agli schermi e alle perforazioni del foro può causare la perdita di produttività dei pozzi di approvvigionamento idrico.5 L’accumulo di incrostazioni di solfuro di ferro nei tubi può creare problemi durante il lavoro wireline e può ridurre la capacità di erogazione del pozzo. 6-7 La presenza di particelle fini di solfuro di ferro nel petrolio greggio prodotto può causare molti problemi operativi negli impianti di separazione petrolio-gas (GOSP). 8 Recentemente, Nasr-El-Din et al.9 hanno scoperto che le incrostazioni di solfuro di ferro depositate negli ugelli dei mandrini del gas riducono la produttività dei pozzi di approvvigionamento idrico con gas lift.