Utfelling og avleiringer kan skje i alt utstyr relatert til prosessering av væsker og gasser, og er en stor utfordring generelt sett i all industri. Innen olje og gassindustrien er utfelling og avleiring oftest utfordringer i rør samt utstyr for prosessering av olje og gass samt i brønner (perforeringer, produksjonsrør).
Utfelling og avleiring dreier seg typisk om kalsiumkarbonat, jernsulfat eller bariumsulfat, men også asfaltener kan felles ut.
Det er sjelden utfelling og avleiringer i gass-systemer / brønner ettersom det ofte er lite vann i disse systemene / brønnene. Det er på den andre siden normalt å ha utfelling i våtgass-, kondensat- og olje system / brønner.
Årsak til utfelling og avleiring
Reservoarer vil inneholde formasjonsvann. Formasjonsvannets komposisjon er forskjellige fra reservoar til reservoar med forskjellige mengder og typer av salter.
Utfelling vil skje ved endringer i trykk og temperatur, og avhengig av hvilke egenskaper vannet og saltene har. Når formasjonsvannet produseres ut av reservoarene sammen med olje og gass, så kan saltene felles ut av vannet.
Utfelling vil da medføre avleiringer som setter seg fast. Avleiringer bygger seg ofte opp over tid og gir innsnevringer / mindre diameter som fører til at gjennomstrømningen / produksjonen reduseres. Det vil også være en økt risiko for korrosjon bak avleiringene.
Reservoar som får trykkstøtte ved vanninjeksjon vil være spesielt utsatt for utfelling og avleiring ettersom sjøvann som injiseres inneholder sulfat. Dette kan forsterke effekten etter hvert som injisert vann blir produsert ut sammen med formasjonsvann og kondensert vann. Blandingen vil da kunne gi mer avleiring fortere enn det som hadde vært tilfelle hvis injeksjonsvann ikke var tilstede. For å unngå slike effekter er det ikke uvanlig å fjerne sulfat fra sjøvann før det injiseres. Et sulfatfjerningsanlegg koster og det benyttes kun der hvor det er økonomiske gevinst ved å fjerne sulfat fra sjøvann som skal injiseres, det vil si der hvor man forventer at formasjonsvann og sulfat i injisert sjøvann vil gi avleiring.
Hindre utfelling og avleiring
Injeksjon av avleiringshemmer vil ofte være fornuftig for å hindre utfelling og avleiringer. En avleiringshemmer («scale inhibitor») er en kjemikalie som er spesielt valgt i forhold til analyse av fluidene som strømmer og så injiseres avleiringshemmeren eksempelvis nede i brønner eller inn i prosesssystemer.
Det finnes også polymerer med egenskaper som blokkerer det vannet som innholder stoffer som fører til avleiringer. Polymerene vil da eksempelvis pumpes ned i brønner og så reagere med vann og blokkere vann fra aktuelle soner i reservoaret. Det brukes polymerer men det er krevende å tilpasse polymerene til å oppnå nøyaktig det man ønsker uten å utilsiktet redusere gjennomstrømming / produksjon. Polymerer er derfor ikke ofte benyttet.
Fjerne avleiringer mekanisk
Avleiringer kan fjernes mekanisk ved å frese eller bore dem ut («milling») av et rør eller i en brønn. Dette vil være en tidkrevende og kostbar operasjon som krever mye utstyr og planlegging. Avleiringer i annet utstyr kan også fjernes mekanisk ved utskraping og fresing, men metode må tilpasses hvert enkelt tilfelle.
Fjerne avleiringer med kjemikalier
Kjemikalier kan brukes for å fjerne avleiringer og type kjemikalie er avhengig av hvilken type avleiring og hva den består av. Saltavleiringer kan fjernes med enkle væskeløsninger og ved å gjøre avleiringen våt og få den til å løse seg opp. Kalsiumkarbonat fjernes ved hjelp av syre (lav pH), mens bariumsulfat er den vanskeligste avleiringen å fjerne hvor man kan eksempelvis bruke et chelateringsmiddel.
Chelateringsmiddel er en kjemisk organisk forbindelse som har evne til å danne bindinger med metaller gjennom to eller flere atomer. Chelat er betegnelsen på en forbindelse dannet av et chelateringsmiddel og et metall. Chelateringsmidler er viktig ved farging av tekstiler, mykgjøring av vann, enzymdeaktivering og bakteriocider. Klorofyll er et eksempel på et jernchelat som består av heme (del av hemoglobin i blod) og et magnesiumion. Chelanteringsmiddler reagerer relativt sakte med avleiringer og kan være en for lite effektiv måte. Det kan tenkes at full brønnoverhaling med utskifting av de deler av brønnen som har avleiringer kan være like økonomisk, og blir vurdert før man starter en jobb for å fjerne avleiringer. Det er derfor viktig å analysere brønnstrøm og starte med fjerning av avleiringer så snart som det oppstår.
Fjerning av avleiringer i olje-og gassbrønner («Scale Squeeze») skjer enten ved adsorpsjon, utfelling eller vannfri behandling. En typisk operasjonssekvens omfatter at produksjonen stanses og brønnen sikres. Dernest injiseres vann / brine (rent saltvann) med avleiringshemmer ned i brønnen (preflush), så injiseres hovedbehandlingen / kjemikalet eksempelvis avleiringshemmer (main pill) før det igjen injiseres vann / brine med avleiringshemmer (overflush). Dette blir da stående i brønnen typisk 6-12 timer for å forebygge men opp mot 24-48 timer for å fjerne mye (harde) avleiringer. Brønnen må være stengt slik at det vil være produksjonstap, men hvis en brønn er nesten helt tett vil det naturligvis være økonomisk forsvarlig å bruke den tiden man trenger for å fjerne mest mulig avleiringer. Etter at «pillen» har stått den tiden man ønsker så startes brønnen forsiktig og settes tilbake i full produksjon etter 10-12 timer. Normalt er kjemikaliene benyttet relativt små men det kan være viktig å ta hensyn til at kjemikalier kan ha innvirkning på andre kjemikalier benyttet i prosesseringen av brønnstrømmen.
Ovenfor nevnte operasjon kan utføres fra borerigg (dyrt) eller fra fartøy (foretrukket) som typisk Light Well Intervention (LWI) eller Inspection Maintenance Repair (IMR) fartøy. I noen tilfeller kan det også være formålstjenelig å bygge produksjonsanlegget (subsea) slik at «scale squeeze» kan utføres ved bruk av fastmontert anlegg og systemer ombord.
Bedrifter som leverer systemer og løsninger for å fjerne avleiringer er; Petrolite, Roemex, Well Flow International, Scale Consult and Scale Protection.
Båtfolk som har fått rur/skjell på propellen vil kjenne igjen et typisk eksempel på hvordan kjemikalier kan virke på avleiringer. Rur er små hvite skjell i kalk som er helt harde – helt slik avleiringer i rør/prosess-systemer og brønner kan være. En kjent effektiv metode for å fjerne rur fra propellene er å bruke saltsyre som strykes på med en kost. Dette gjentas mange ganger helt til all rur / alle skjell er løst opp. Idet man stryker litt saltsyre på så ser man at den reagerer og ruren / skjellet løser seg opp. Dette er i prinsippet det samme som skjer i en scale squeeze operasjon men da inni et lukket system som en oljebrønn.