بررسی کارآیی بازدارنده‌های سبز رسوب‌های معدنی کلسیم‌کربنات و کلسیم سولفات در مخازن نفتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، نفت و گاز، بخش مهندسی شیمی، دانشگاه شیراز، ایران

2 دانشگاه شیراز، دانشکده ی مهندسی شیمی، نقت و گاز، بخش مهندسی نفت، مرکز ازدیاد برداشت از مخازن نفتی

چکیده

یکی از مشکلات رایج در محیط‌های متخلخل مانند مخازن نفتی و حتی تجهیزات سرچاهی، تشکیل رسوبات معدنی است که مستقیماً بر کاهش تولید اثرگذار است. کنترل و جلوگیری از تشکیل رسوبات به‌عنوان یکی از مؤثرترین راه‌حل‌ها، سال‌های زیادی دغدغه توأمان پژوهش و صنعت بوده است. اخیراً با توجه به محدودیت‌های جامعه جهانی برای حفظ محیط‌زیست و نیز در نظر گرفتن این نکته که پیش از استفاده از هر بازدارنده رسوب نیاز به مطالعات آزمایشگاهی عملکرد آن بازدارنده تحت شرایط میدان و چاه است، بازدارنده‌های سبز دوست‌دار محیط‌زیست توجه زیادی از پژوهشگران را به‌خود جلب کرده‌اند. چنانچه در این مطالعه، با استفاده از آزمایش‌های معمول استاتیک در دمای C° 90 به‌مدت 3 شبانه‌روز و آنالیز آزمون پراش اشعه ایکس از ذرات ترسیبی حاصل شده، کارآیی و عملکرد دو بازدارنده محرمانه سبز و یک بازدارنده تجاری پایه فسفاناته در مقابل رسوب‌های کلسیم‌کربنات و کلسیم‌سولفات بررسی شده است تا با توجه به شرایط آزمایش بتوان بازدارنده مناسب را تعیین کرد. نتایج نشان می‌دهد که برای غلظت ثابت mg/L 300 از بازدارنده‌های سبز A و B، به‌طور کلی بازدارنده A کارآیی بهتری در برابر هر دو رسوب کلسیم‌کربنات وکلسیم‌سولفات، نسبت به B از خود نشان می دهد. همچنین در مقایسه با بازدانده رسوب تجاری، مقدار کمتری از بازدارنده تجاری (mL 75 بازدارنده/ لیتر محلول) برای رسیدن به‌میزان کارآیی مطلوب بازدارندگی (بیش از 80%) نیاز است.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Green Scale Inhibitors for Calcium Carbonate and Calcium Sulfate Deposition in Oilfields

نویسندگان [English]

  • Leila Mahmoodi 1
  • Mohammadreza Malayeri 2
  • Farshad Farshchi Tabrizi 1
  • Azim Kalantariasl 1
1 Department of Chemical Engineering, School of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University, Iran
2 Department of Chemical Engineering, School of Chemical, Petroleum and Gas Engineering, Shiraz University, Iran
چکیده [English]

One of the common problems in porous media, such as oil reservoirs and surface facilities, is the mineral scale formation that directly affects the production rate. Controlling and mitigating scale formation have therefore been investigated intensively in both research and industrial fields for many years. Recently, due to the limitations applied by the international community for environmental protection and according to the point that laboratory investigations of any scale inhibitors under oilfield conditions is essential prior to its use in oil industries, environmentally friendly green inhibitors have attracted a great attention. In the present study, the performance of two green scale inhibitors and one commercial phosphate-based inhibitor against calcium carbonate and calcium sulfate formation were investigated using standard static tests (Jar tests) and XRD analysis to determine the performance of appropriate inhibitor. The results demonstrate that to achieve reasonable inhibition efficiency, inhibitor A is more efficient than B, although higher amount of green inhibitors is consumed in comparison with the commercial phosphonate-based ones.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Enhanced Oil Recovery (EOR)
  • Mineral Scale
  • green scale inhibitor
  • Laboratory Investigation
[1]. Olajire A (2015) A review of oilfield scale management technology for oil and gas production, Journal of Petroleum Science and Engineering, 135: 723–737.##
[2]. Zhu T, Wang L, Sun W, Wang M, Tian J, Yang Z (2018) The role of corrosion inhibition in the mitigation of CaCO3 scaling on steel surface, Corrosion Science, 140, 1: 182–195. ##
[3]. Chaussemier M, Pourmohtasham E, Gelus D, Pecoul N, Perrot H, Ledion J, Cheap-Charpentier H, Horner O (2015) State of art of natural inhibitors of calcium carbonate scaling, A review article, Desalination, 356: 47–55. ##
[4]. Moghadasi J, Jamialahmadi M, Muller-Steinhagen H, Sharif A, Ghalambor A, Izadpanah M R, Motaei E (2003) Scale formation in Iranian Oil reservoir and production equipment during water injection, 5th International Oilfield Scale Symposium and Exihibition, SPE,Aberdeen, UK. ##
[5]. Kumar S, Naiya T K, Kumar T (2018) Developments in oilfield scale handling towards green technology-A review, Journal of Petroleum Science and Engineering, 169: 428-444. ##
[6]. Zhang P, Liu Y, Kan A T, Tomson M B (2019) Laboratory evaluation of synergistic effect of transition metals with mineral scale inhibitor in controlling halite scale deposition, Journal of Petroleum Science and Engineering, 175: 120–128. ##
[7]. Zeng D, Chen T, Zhou S (2015) Synthesis of polyaspartic acid/chitosan graft copolymer and evaluation of its scale inhibition and corrosion inhibition performance, International Journal of  Electrochemical Science, 10: 9513–9527. ##
[8]. Azizi J, Shadizadeh S R, Khaksar Manshad A, Mohammadi A H (2018) A dynamic method for experimental assessment of scale inhibitor efficiency in oil recovery process by water flooding, Petroleum, 5, 3: 3030-314. ##
[9]. Kweik A, Amjad Z (2018) Investigation of calcium sulfate dihydrate and calcium carbonate scale inhibition by pesa, pbtc, and pesa/pbtc blends for industrial water systems, NACE International Corrosion Conference, Houston, Texas. ##
[10]. Huang H, Yao Q, Jiao Q, Liu B, Chen H (2019) Polyepoxysuccinic acid with hyper-branched structure as an environmentally friendly scale inhibitor and its scale inhibition mechanism. Journal of Suadi Chemistry Society, 23, 1: 61–74. ##
[11]. Zotzmann J, Vetter A, Regenspurg S (2018) Evaluating efficiency and stability of calcite scaling inhibitors at high pressure and high temperature in laboratory scale, Geothermal Energy. 6, 18: 1–13. ##
[12]. Jarrahian K, Sorbie K, Singleton M, Boak L, Graham A (2019) Building a fundamental understanding of scale inhibitor retention in carbonate formations, SPE Prod and Oper, USA 35, 01: 085–097 Texas. ##
[13]. نجارزاده مهدی‌خانی ح. (1392) بررسی کارآیی بازدارنده‌های رسوب نمک‌های معدنی در عملیات تزریق آب، ماهنامه اکتشاف و تولید، 1386، 48: صفحات 9-14. ##
[14]. شکرالله‌زاده س.، زاهدزاده م.، رعایائی ع.، رادمهر م. (1390) بررسی کارایی و تعیین غلظت بهینه بازدارنده رسوبات معدنی مورد استفاده در یکی از میادین نفتی، دوماهنامه پژوهش نفت، 67: صفحات50-59. ##
[15]. Sorbie K S, Poisson N, Lecocq P (2008) Application of environmentally friendly scale inhibitors in carbonate coreflooding experiments, International Symposium of the Society of Core Analysts, Abu Dhabi, UAE. ##
[16]. Abdel-Gaber A M, Abd-El-Nabey B A, Khamis E, abdel-Khalek D E (2008) Investigation of fig leaf extract as a novel environmentally friendly antiscalent for CaCO3 calcareous deposits, Desalination, 230: 314–328. ##
[17]. Kumar T, Vishwanatham S, Kundu S S (2010) A laboratory study on pteroyl-L-glutamic acid as a scale prevention inhibitor of calcium carbonate in aqueous solution of synthetic produced water, Journal of Petroleum Science and Engineering, 71, 1: 1–7. ##
[18]. Khamis E (2011) A natural extract as scale and corrosion inhibitor for steel surface in brine solution, Desalination, 278, 1: 337–342. ##
[19]. Lee O, Lee B, Lee J, Lee H, Son J, Park C, Shetty K, Kim Y (2009) Bioresource technology assessment of phenolics-enriched extract and fractions of olive leaves and their antioxidant activities, Bioresources Technology, 100, 23: 6107–6113.
[20]. Menzri R, Ghizellaoui S (2017) Tlili M, Calcium carbonate inhibition by green inhibitors: Thiamine and Pyridoxine, Desalination, 404: 147–154. ##
[21]. Khormali A, Petrakov D G (2016) Laboratory investigation of a new scale inhibitor for preventing calcium carbonate precipitation in oil reservoirs and production equipment, Petroleum Sciemce, 13, 2: 320–327. ##