In dit artikel worden verschillende mechanismen besproken die kunnen leiden tot de vorming van ijzersulfideschaal in het boorgat, technieken die kunnen worden gebruikt om de vorming te voorkomen en methoden om het te verwijderen. IJzersulfideaanslag komt voor in olie- en gasproducerende putten, waterinjectie- en watervoorzieningsputten. Er zijn verschillende mechanismen die tot de vorming van ijzersulfide kunnen leiden. Voor al deze mechanismen zijn echter bronnen van waterstofsulfide en ijzer nodig. Waterstofsulfide kan afkomstig zijn van sulfaatreducerende bacteriën, thermische ontbinding van sulfaat, of kan in de put worden gebracht zoals bij gasliftoperaties. IJzer kan afkomstig zijn uit de formatie, met name zandsteenreservoirs, en is ook downhole aanwezig als gevolg van diverse corrosieprocessen. De combinatie van waterstofsulfide en ijzer leidt tot de vorming van verschillende ijzersulfidesoorten. De verhouding tussen ijzer en sulfide in deze soorten is afhankelijk van temperatuur, druk, pH en waterstofsulfideconcentratie. Deze verhouding speelt een belangrijke rol bij het bepalen van de beste methode om ijzersulfideschilfers te verwijderen. Met zoutzuur kunnen ijzersulfidesoorten worden opgelost die ijzer en zwavel bevatten in een molaire verhouding die de eenheid benadert. Niet-zure formules kunnen worden gebruikt om ijzersulfide aanslag te verwijderen, maar hun vermogen om ijzersulfide op te lossen is afhankelijk van de molaire verhouding van ijzer en sulfide. Om de vorming van ijzersulfide tegen te gaan, bleken knijpbehandelingen zeer effectief te zijn. Dit document bespreekt verschillende mechanismen die kunnen leiden tot de vorming van ijzersulfide, chemische en mechanische methoden om het te verwijderen en chemische squeeze behandelingen om de vorming en / of depositie te voorkomen.
Resultaten, Conclusies
Extensief veldwerk werd uitgevoerd om het type ijzersulfide schaal aanwezig, en de mechanismen die leiden tot de vorming ervan te identificeren. IJzersulfidesoorten waren aanwezig in gas-, olie- en watervoorzieningsputten. De chemische en fysische eigenschappen van ijzersulfideschaal bleken een functie te zijn van temperatuur, druk, pH en de ouderdom van de schaal. Andere eigenschappen van de ijzeraanslag, dichtheid en dikte, bleken te variëren met de diepte van de aanslag en de leeftijd. Verschillende mechanische en chemische behandelingen om ijzersulfide aanslag te verwijderen werden in detail onderzocht. Van elke methode werden de voor- en nadelen vastgesteld. De beste methode om ijzersulfideaanslag te verwijderen is om de vorming ervan te voorkomen. Chemische uitknijpbehandelingen bleken in dit opzicht effectief te zijn. Is er eenmaal ijzersulfideaanslag gevormd, dan wordt aanbevolen de aanslag te verwijderen door middel van zuurwassen met de juiste additieven. Mechanische middelen worden aanbevolen voor oude ijzersulfideschaal, die een lage zuuroplosbaarheid heeft.
Belangrijkste gebied
Ironsulfideschaal is aanwezig in zure olie- en gasbronnen en injectoren die zijn verontreinigd met sulfaatreducerende bacteriën (SRB). Het verhoogt de corrosiesnelheid van de boorbuizen in het boorgat en heeft een nadelige invloed op de prestaties van diverse boorputten. Het vermindert de efficiëntie van de olie-/waterscheiding in verschillende GOSP’s. Het verwijderen van ijzersulfideaanslag is een complex proces, vooral bij omstandigheden beneden het boorgat. Het optimaliseren van dit proces vereist een volledig begrip van de verschillende chemische interacties.
Iron sulfide species zijn bekend om operationele problemen te veroorzaken in de olie-industrie. De aanwezigheid van ijzersulfidedeeltjes in het geïnjecteerde water kan leiden tot verlies van injectiviteit in injectoren1-3 en waterafvoerputten.4 Ophoping van ijzersulfide en biomassa rond downhole schermen en perforaties kan leiden tot productiviteitsverlies van watervoorzieningsputten.5 Ophoping van ijzersulfideaanslag in de tubing kan problemen veroorzaken tijdens wirelinewerkzaamheden en kan de leverbaarheid van de put verminderen. 6-7 De aanwezigheid van fijne ijzersulfidedeeltjes in de geproduceerde ruwe olie kan veel operationele problemen veroorzaken in olie-gasafscheidingsinstallaties (GOSP’s). 8 Onlangs ontdekten Nasr-El-Din et al.9 dat ijzersulfideaanslag afgezet in de mondstukken van gasdoorvoerbuizen de productiviteit van watervoorzieningsputten met gaslift verminderde.