Nouvelles

Oct 05, 2023

Relever le défi croissant de la production

Alors que l'industrie de l'énergie s'efforce de réutiliser l'eau produite et les coûts d'élimination de

Alors que l'industrie de l'énergie s'efforce de réutiliser l'eau produite et que les coûts d'élimination de l'eau produite augmentent, elle a accru le besoin de mesures plus précises pour économiser de l'argent.

La mesure de l'eau produite sur le marché américain non conventionnel est affectée par le dépôt de paraffine sur les compteurs, ce qui entraîne des lectures inexactes du volume d'eau produite. L'industrie commence à résoudre ce problème croissant en appliquant de nouvelles solutions technologiques qui permettent une précision durable à la place de l'entretien de routine qui fournit une solution temporaire.

La plupart des producteurs de pétrole et de gaz font face à une accumulation de paraffine sur la surface intérieure de leurs débitmètres électromagnétiques. Ces compteurs sont généralement situés sur le tronçon d'eau produite, en aval des séparateurs de production et d'essai. La paraffine, une substance cireuse présente dans la production de pétrole brut, tombe de la solution lorsque le fluide se refroidit de la tête de puits à travers l'équipement de surface.

Au fur et à mesure que le fluide est transporté dans les tuyaux, il se refroidit, provoquant la solidification de la paraffine et son dépôt sur les parois des tuyaux et des débitmètres. Les séparateurs conçus pour éliminer la majeure partie de la paraffine par la chaleur sont toujours sensibles à l'accumulation de petites quantités de paraffine qui peuvent recouvrir le tuyau et les appareils de mesure.

Les débitmètres électromagnétiques sont utilisés pour mesurer le débit volumétrique des fluides conducteurs dans les canalisations, comme l'eau produite. Ils fonctionnent en générant un champ magnétique à travers le trajet d'écoulement et mesurent la tension induite par le fluide lorsqu'il s'écoule à travers le champ magnétique.

La tension est proportionnelle à la vitesse d'écoulement et à l'intensité du champ magnétique, qui est utilisée pour calculer le débit volumétrique du fluide. Les débitmètres électromagnétiques contiennent un minimum de deux électrodes, composées de matériaux céramiques ou métalliques selon le fabricant. Les électrodes lisent la tension induite de l'eau produite circulant dans le compteur.

Une chemise isolante est placée à l'intérieur du compteur entre le fluide conducteur et le corps métallique. Cela isole le fluide mesuré du corps du compteur, empêchant le fluide de créer un court-circuit électrique.

L'accumulation de paraffine affecte la précision et la fiabilité des débitmètres électromagnétiques car elle se nuclée sur les électrodes et le revêtement du compteur. Au fil du temps, le dépôt de paraffine augmentera autour des électrodes, isolant essentiellement les électrodes du fluide. À ce stade, la conductivité du fluide est artificiellement réduite et le débitmètre sera sous-lu.

Si le revêtement de paraffine sur les électrodes devient suffisamment épais, un débitmètre sera complètement isolé de l'eau produite, ce que le compteur interprète comme un débit nul. Au fur et à mesure que le revêtement de paraffine sur le revêtement augmente, la section transversale du compteur est réduite, créant une vitesse de fluide plus élevée qui entraîne une lecture excessive du débit par le compteur (Q = Av où A est la section transversale du débit et v est sa vitesse moyenne).

Les producteurs de pétrole et de gaz peuvent être conscients des problèmes d'accumulation de paraffine dans leurs débitmètres électromagnétiques, en particulier s'ils ont rencontré des problèmes avec des mesures inexactes ou des pannes de débitmètre dans le passé.

On estime que des dizaines de milliers de débitmètres électromagnétiques en service aujourd'hui sur le marché américain du pétrole et du gaz non conventionnels sont sensibles aux dépôts de paraffine. De nombreux opérateurs ont développé des stratégies pour atténuer les problèmes d'accumulation de paraffine dans leurs débitmètres, comme le chauffage du débitmètre pour maintenir la paraffine à l'état liquide en utilisant un système de chauffage qui maintient la température au-dessus du point de fusion de la paraffine.

D'autres stratégies incluent des programmes de traitement chimique qui sont utilisés pour dissoudre l'accumulation de paraffine sur les électrodes et les revêtements, mais ces traitements sont coûteux et nécessitent des temps d'arrêt du compteur. Certaines entreprises peuvent également mettre en place des procédures de maintenance et de nettoyage régulières pour s'assurer que le débitmètre fonctionne correctement. Cependant, les procédures régulières d'entretien et de nettoyage sont à la fois longues et coûteuses.

Cependant, il est également probable que certains producteurs de pétrole et de gaz ne soient pas conscients des problèmes d'accumulation de paraffine dans leurs débitmètres électromagnétiques, surtout s'ils n'ont pas mis en place un programme complet de maintenance et de surveillance. Dans de tels cas, les erreurs du débitmètre peuvent passer inaperçues jusqu'à ce qu'elles causent des problèmes ou des temps d'arrêt importants.

Un opérateur pétrolier et gazier du sud du Texas devait retirer et nettoyer ses compteurs encrassés tous les 60 jours car il était incapable d'obtenir une lecture du débit de ses compteurs.

À partir d'octobre 2021, l'opérateur a déployé ce que l'on appelle désormais commercialement le traitement Aculon Measurement Integrity (AMI) avec son partenaire de distribution KopMan Industries pour lutter contre le défi de l'accumulation de paraffine sur six de ses débitmètres électromagnétiques.

Les débitmètres dans les opérations de production peuvent être traités en 3 à 4 heures, par mètre. Les nouveaux compteurs peuvent être facilement traités en une heure. Il n'y a pas de temps de durcissement ou de température requis pour traiter ces compteurs.

Grâce à l'application AMI, l'exploitant a pu allonger le délai entre la maintenance des compteurs de 60 à 540 jours (soit 18 mois) et le comptage.

Initialement, les compteurs ont été physiquement inspectés pour l'encrassement à 180 jours et les électrodes se sont avérées exemptes de dépôt de paraffine. Les compteurs n'ont pas été retirés pour maintenance en raison d'un encrassement depuis, car les débits signalés par le débitmètre magnétique sont restés cohérents avec les volumes quotidiens d'eau produite par l'exploitant.

Le service AMI consiste à nettoyer, préparer et traiter la surface du débitmètre magnétique avec des produits chimiques de modification de surface omniphobes qui repoussent à la fois l'eau et les hydrocarbures. La chimie omniphobe d'Aculon est utilisée pour traiter les électrodes céramiques ou métalliques et se lie de manière covalente à la surface avec un traitement optiquement clair de 2 à 5 nanomètres d'épaisseur.

Le revêtement, généralement composé de polytétrafluoroéthylène, est traité avec la chimie nano-preuve d'Aculon qui est conçue pour les surfaces en alliage non métallique. Cette chimie est utilisée en dehors de l'industrie pétrolière et gazière depuis plus de 2 décennies.

Aculon s'est spécialisé dans la synthèse et la fabrication de nanochimies de modification de surface depuis le début des années 2000 et a développé plus de 100 produits pour modifier l'énergie de surface de différents types de substrats. En 2022, Aculon s'est associé à KopMan qui avait déjà nettoyé, préparé et traité des équipements en utilisant la chimie d'Aculon pendant 5 ans et traité plus de 6 000 équipements différents.

Ensemble, les partenaires ont créé AMI qui a été utilisé avec succès pour prolonger le temps entre les maintenances décrites ici, de six mètres par un facteur de neuf. De plus en plus d'opérateurs commencent maintenant à allouer des fonds à la maintenance des débitmètres magnétiques afin de réduire le temps improductif associé au retrait et au nettoyage de routine des débitmètres magnétiques.

Depuis 2021, plus de 250 débitmètres électromagnétiques allant de 2 à 10 pouces ont été traités avec la technologie AMI. Sur les 250 compteurs traités, 200 étaient en service d'eau produite qui ont été tirés et nettoyés sur le terrain.

Aujourd'hui, l'accent est moins mis sur l'incertitude de mesure de l'eau produite par rapport aux hydrocarbures. Cependant, cela change à mesure que la pression monte pour assurer des mesures plus précises et fiables de l'eau produite à la lumière de l'augmentation des coûts de manutention et d'élimination, des réglementations, de la demande de recyclage et de la nécessité d'améliorer la détection des fuites. En résumé, la technologie AMI éprouvée sur le terrain est capable de résoudre ces problèmes tout en améliorant les performances de mesure de débit à long terme.

Clay Wernli, PDG et fondateur de KopMan Industries, est un chef de file de l'industrie dans la régénération d'équipements usagés avec des géométries complexes pour le "nettoyage à blanc" et l'application de traitements de modification des propriétés de surface. Depuis 1991, il évolue dans l'industrie du nettoyage industriel pour le marché des raffineries. En 2014, il est entré sur le marché des services spécialisés en consultant les opérateurs sur la résolution des défis associés aux éléments organiques, à l'encrassement et à d'autres problèmes perturbant les services de production. Il a travaillé avec Ohmstede Industrial Services et Ohmstead LTD sur la construction de leur programme ONE sur le marché des raffineries. Il est diplômé de l'AIU Business School.

Elizabeth Cambre, SPE, est responsable du développement commercial mondial de l'énergie chez Aculon. Elle a 15 ans d'expérience dans le secteur pétrolier et gazier, travaillant sur des problèmes de mise à l'échelle inorganique et organique chez Schlumberger dans les opérations et les ventes techniques à Oman, au Qatar et aux Émirats arabes unis. Elle était une ancienne instructrice de fracturation hydraulique et d'acidification et championne des produits de nouvelles technologies chez Baker Hughes. De plus, elle était directrice de l'amélioration de la production chez Tendeka. Elle est l'auteur de neuf publications SPE et est l'ancienne coprésidente du comité technique international de la fracturation hydraulique de SPE. Elle est titulaire de diplômes en génie chimique, en mathématiques, en économie, en affaires internationales et en chinois (magna cum laude honors) de l'Université du Colorado à Boulder.