مثبطات في صناعة النفط والغاز

في صناعة النفط والغاز ، تكون مثبطات المركبات الكيميائية المتخصصة المستخدمة لمنع أو تقليل معدل التفاعلات الكيميائية غير المرغوب فيها والعمليات الفيزيائية التي يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات أو خطوط الأنابيب أو كفاءة الإنتاج. هذه المثبطات ضرورية في الحفاظ على سلامة الأصول ، وضمان السلامة التشغيلية ، وتوسيع عمر البنية التحتية. يمتد تطبيقها على المنبع (الاستكشاف والإنتاج) ، وقطاعات منتصف الطريق (النقل) ، وقطاعات المصب (التكرير والتوزيع) في الصناعة. تشمل الأنواع الأولية لمثبطات مثبطات التآكل ، ومثبطات المقياس ، ومثبطات الهيدرات ، ومثبطات البارافين ، والمقاييس الحيوية.

مثبطات التآكل
التآكل هو واحد من أكثر التحديات انتشارًا ومكلفة في قطاع النفط والغاز. يحدث ذلك عندما تتفاعل المعادن ، وخاصة الصلب الكربوني المستخدمة في خطوط الأنابيب والمعدات ، بالماء وثاني أكسيد الكربون (CO₂) وكبريتيد الهيدروجين (H₂s) وعوامل التآكل الأخرى. مثبطات التآكل عبارة عن مواد كيميائية تشكل فيلمًا وقائيًا على سطح المعادن أو تعدل البيئة المسببة للتآكل لإبطاء أو إيقاف هذه العملية الكهروكيميائية. يمكن تصنيف هذه المثبطات على أنها نوع من الأنوديك أو الكاثودي أو المختلط ، اعتمادًا على جزء من عملية التآكل التي تؤثر عليها. وتشمل المركبات الشائعة المستخدمة الأمينات ، واسترات الفوسفات ، والإيميدازولين. يعد الحقن المستمر أو الدُفعات لهذه المثبطات أمرًا حيويًا في العمليات البحرية والبرية ، خاصةً في حالة وجود الغاز الحامض أو مياه الملوحة المرتفعة.

مثبطات النطاق
مثبطات النطاق منع تكوين وترسب المقاييس المعدنية مثل كربونات الكالسيوم وكبريتات الباريوم وكبريتات السترونتيوم. يمكن أن تسد هذه المقاييس أنابيب الإنتاج والصمامات والمضخات ، مما يؤدي إلى مشاكل ضمان التدفق وتقليل معدلات الإنتاج. يحدث التحجيم عادة عندما تخلط المياه غير المتوافقة أو عندما يتسبب التغيرات في الضغط ودرجة الحرارة في أن تتسبب الأملاح في أن تتراجع عن المحلول. تعمل مثبطات المقياس عن طريق تأخير النوى ونمو البلورة وعمليات التكتل. الفوسفونات ، polyacrylates ، و polycarboxylates هي مثبطات المقياس شائعة الاستخدام. عادة ما يتم حقنها بشكل مستمر في نظام الإنتاج أو تطبيقها عن طريق العلاج في الخزان.

مثبطات هيدرات
هيدرات الغاز هي المواد الصلبة التي تشبه الجليد تتشكل عندما تجمع الماء والغاز الطبيعي (بشكل رئيسي الميثان) تحت الضغط العالي وظروف درجة الحرارة المنخفضة ، وخاصة في خطوط الأنابيب تحت سطح البحر. يمكن لهذه الهيدرات توصيل خطوط التدفق ، مما يشكل مخاطر سلامة خطيرة ومخاطر تشغيلية. يتم تصنيف مثبطات الهيدرات إلى فئتين رئيسيتين: مثبطات الديناميكية الحرارية (مثل الميثانول و monoethylene glycol) التي تغير توازن درجة حرارة الضغط لمنع تكوين هيدرات ، وذات جرعة منخفضة من عمليات الاستثمار الآمن للاستثمار الكبير. هذه مهمة بشكل خاص في إنتاج المياه العميقة.

مثبطات البارافين (الشمع)
في البيئات الباردة أو أثناء إنتاج المياه العميقة ، يمكن للهيدروكربونات البارافين (الشمع) في الزيت الخام أن تترسب وتودع على جدران خطوط الأنابيب ، مما يقيد التدفق. مثبطات البارافين ، المعروفة أيضًا باسم مثبطات الشمع أو الاكتئاب النقطة ، هي إضافات كيميائية تعدل حجم وشكل بلورات الشمع أو منع تكتلها. هذه الإضافات تقلل من لزوجة ونقطة صب النفط الخام ، مع الحفاظ على قابلية التدفق. تشمل مثبطات البارافين الشائعة البوليمرات البوليمرات الإيثيلين-فينيل وغيرها من السطحي البوليمري. يتم اختيارها بناءً على تكوين الخام وظروف الإنتاج.

المبيدات الحيوية
يمكن أن تؤثر التآكل الميكروبيولوجيًا (MIC) والحيوية الناتجة عن البكتيريا التي تقلل من الكبريتات (SRB) ، والبكتيريا الحديدية ، ومصدرات الوحل بشدة على سلامة المعدات وأنظمة معالجة المياه. المبيدات الحيوية هي مثبطات كيميائية تستخدم للسيطرة على النمو الميكروبي في مياه الحقن وخزانات التخزين وخطوط الأنابيب. يتم تصنيفها على نطاق واسع إلى أكسدة (على سبيل المثال ، الكلور ، hypochlorite) والمبيدات الحيوية غير المؤكسدة (على سبيل المثال ، الجلوتارالدهيد ، THPs). يعتمد اختيار المبيدات الحيوية على عوامل مثل التوافق مع مواد النظام والسمية واللوائح البيئية.

الاعتبارات البيئية والتشغيلية
يجب أن يوازن استخدام مثبطات الفعالية مع المخاوف البيئية والسلامة. تخضع العديد من عمليات النفط والغاز ، وخاصة في الخارج ، للوائح الصارمة للتفريغ. لذلك ، فإن اختيار مثبطات صديقة للبيئة أو "خضراء" قابلة للتحلل وغير السامة يكتسب أهمية. بالإضافة إلى ذلك ، يجب تقييم التوافق مع سوائل الخزان والمواد وغيرها من المواد الكيميائية الإنتاجية بعناية أثناء اختيار المانع. عادة ما يتم إجراء التجارب الميدانية والاختبارات المختبرية لتحسين معدلات الجرعة واستراتيجيات الحقن.

خاتمة
تلعب مثبطات دورًا مهمًا في حماية البنية التحتية للنفط والغاز وضمان الإنتاج دون انقطاع. من خلال التخفيف من التآكل ، والتحجيم ، وتكوين هيدرات ، وترسب البارافين ، ونمو الميكروبات ، فإن هذه العوامل الكيميائية تقلل بشكل كبير من تكاليف الصيانة ، والتوقف عن العمل غير المخطط لها ، والمخاطر البيئية. مع انتقال الصناعة نحو بيئات أكثر تحديا-مثل المياه العميقة ، وحقول الضغط العالي/عالية درجة الحرارة (HPHT) ، والخزانات غير التقليدية-يظل تطوير مثبطات متقدمة وفعالة من حيث التكلفة ومستدامة بيئيًا مجالًا رئيسيًا للابتكار والبحث. . .