Petrol ve gaz endüstrisi, sentetik malzemelere olan yoğun bağımlılığıyla biliniyor ancak büyüyen bir hareket, bu sektöre yaklaşımımızı değiştiriyor.

Bugün petrol ve gaz endüstrisi uygulamalarına yönelik doğal polimerlerden bahsedelim. Hızla ilgi kazanıyorlar. Bu değişikliğe neden olan şey nedir ve neden buna dikkat etmelisiniz?

Yıllarımı bu alanda geçirdim ve gördüklerim heyecan verici. Doğal polimerler sadece “çevre dostu” olmakla kalmıyor, aynı zamanda işleri sarsacak gerçek pratik avantajlar da sunuyorlar.

Bu makalede, petrol ve gaz endüstrisi operasyonlarında doğal polimerlere geçişin neden gerçekleştiğini, içerdikleri heyecan verici potansiyeli ve bu önemli alanın geleceğinin nasıl görünebileceğini tartışacağım.

İçindekiler:

• Doğal Polimerik Malzemelerin Yükselişi
  • Doğal Polimerik Malzemeler Tam Olarak Nedir?
  • Petrol ve Gaz Endüstrisinde Doğal ve Sentetik Polimerler
  • Petrol ve Gaz Endüstrisinde Doğal Polimerlerin Uygulamaları
  • Biyolojik Türetilmiş Malzemeler Kullanarak Sondaj Sıvısı Formülasyonu
  • Aşırı Dengeli ve Dengesiz Delme Karşılaştırması
  • Kimyasal Geliştirilmiş Petrol Geri Kazanımı (cEOR) için Doğal Polimerler
  • Doğal Polimerlerin Kullanıldığı Petrol ve Gazda Uygunluk Kontrolü
• Sonuç

Doğal Polimerik Malzemelerin Yükselişi

Doğal polimerik malzemeler neden bu kadar konuşuluyor?  

Çünkü petrol ve gaz endüstrisinin daha sürdürülebilir hale gelmesi gerektiğine dair artan bir farkındalık var.

Bu sadece kamusal imajla ilgili değil; gerçek bir iş avantajıyla ilgilidir. İlk elden neye tanık oldum?

Daha düşük çevresel ayak izi arayan şirketler bu doğal malzemelerde bir altın madeni keşfediyor.

Dahası, doğal polimerler çoğu zaman sentetik muadillerine göre daha iyi olmasa da aynı derecede iyi performans gösterir.

Doğal Polimerik Malzemeler Tam Olarak Nedir?

Doğal olarak oluşan bu polimerleri çoğu sentetik polimer gibi fosil yakıtlardan üretilmek yerine bitki veya hayvan maddeleri gibi çeşitli kaynaklardan elde edebiliriz.

Pek çok uzman, petrol ve gaz endüstrisi uygulamalarında doğal polimerlerin kullanılmasının, endüstrinin sürdürülebilirlik hedeflerinin karşılanmasında büyük rol oynayacağı konusunda hemfikirdir.

Şu anda sentetik polimerlerin kullanıldığı uygulamalarda harika alternatifler oluşturuyorlar.

Bu, sondaj sıvıları, Gelişmiş Petrol Geri Kazanımı, uygunluk kontrolü ve üretilen su arıtma gibi faaliyetleri içerir.

Petrol ve Gaz Endüstrisinde Doğal ve Sentetik Polimerler

Petrol ve gaz endüstrisi çeşitli uygulamalarda polimerleri kullanır.

Bu uygulamalardan biri, petrol sahası operasyonlarında askıda katı maddelerin, eser hidrokarbonların ve diğer kirletici maddelerin üretilen sudan ayrılmasıdır.

Bunları topaklaştırıcı veya pıhtılaştırıcı olarak biliyor olabilirsiniz. Bu kirleticileri bir araya getirerek sudan uzaklaştırılmalarını kolaylaştırırlar.

İki ana polimer türü vardır: doğal ve sentetik.

Sentetik polimerler petrol ürünlerinden yapılır. Doğal polimerler doğadan gelir. Bitkiler veya deniz yaşamı gibi şeyleri düşünün.

Ancak poliakrilamid, polidadmac gibi geleneksel sentetik polimerler ve metal tuzlarında bazı sorunlar vardır.

Çevre için kötü olabilirler ve çoğu durumda doğada parçalanmazlar.

 Bu önemli bir konu çünkü yaşadığımız ekosistemleri korumak istiyoruz.

Ancak doğal polimerler farklıdır. Çevre için daha iyidirler çünkü doğadan elde edilirler ve genellikle zamanla doğal olarak parçalanırlar.

Çok dikkat çeken bir doğal polimere denir Zeoturb. Sürdürülebilir bir sıvı biyoorganik topaklaştırıcıdır. Deniz yaşamından elde edilir ve petrol/gaz operatörlerinin sularında istemedikleri eser miktardaki petrol ve diğer kirletici maddeleri bağlama konusunda gerçekten iyidir.

Suyun sürdürülebilir yeniden kullanım veya deşarj için iyileştirilmesine yönelik çok adımlı arıtma sürecinin bir parçası olarak yardımcı olur.

Petrol/Gaz Endüstrisinde Doğal Polimerlerin Uygulamaları

Doğal polimerler, çevre dostu özellikleri ve çok yönlü uygulamaları nedeniyle petrol ve gaz endüstrisinde büyük ilgi görmektedir.

Üretim aşamasında bu polimerler, sondaj sıvısı katkı maddeleri olarak kullanılarak viskozitenin kontrol edilmesine, sıvı kaybının azaltılmasına ve kuyu deliği stabilitesinin iyileştirilmesine yardımcı olur. Ayrıca delme işlemleri sırasında sürtünmeyi azaltan ve ekipmandaki aşınmayı en aza indiren etkili yağlayıcılar olarak da hizmet ederler.

Ek olarak, doğal polimerler, gelişmiş petrol geri kazanımı (EOR) tekniklerinde kullanılır; burada, tarama verimliliğini artırmak ve olgun alanlardan petrol üretimini artırmak için koyulaştırıcı maddeler olarak görev yaparlar.

İşleme işlemleri sırasında doğal polimerler, çeşitli ayırma işlemlerinde çok önemli bir rol oynar.

Yağ-su emülsiyonlarını parçalamak için emülsiyon önleyici olarak kullanılırlar ve üretim sıvılarında yağın sudan ayrılmasını kolaylaştırırlar.

Bu polimerler aynı zamanda gaz işlemede de uygulama alanı bulurlar; burada hidrat inhibitörleri olarak hareket ederek boru hatlarını ve ekipmanı engelleyebilecek gaz hidratların oluşumunu engellerler.

Ayrıca boru hattı taşımacılığında akış verimliliğini artırmak ve pompalama maliyetlerini azaltmak için sürükleme azaltıcı görevi gören doğal polimerler kullanılıyor.

Üretilen suyun arıtılmasında doğal polimerler Zeoturb etkili flokülantlar ve pıhtılaştırıcılar olarak ortaya çıkmıştır. Askıdaki katı maddelerin, yağ damlacıklarının ve diğer kirletici maddelerin üretilen sudan uzaklaştırılmasına yardımcı olarak daha verimli su arıtma ve geri dönüşüme olanak tanır.

Bu polimerler aynı zamanda kireç ve korozyon önleyiciler olarak da hareket ederek arıtma ekipmanlarında ve boru hatlarında mineral birikintilerinin oluşumunu önleyebilir.

Üretilen su arıtımında doğal polimerlerin kullanılması, yalnızca yeniden kullanım veya bertaraf için suyun kalitesini iyileştirmekle kalmaz, aynı zamanda petrol ve gaz şirketlerinin giderek daha sıkı hale gelen çevre düzenlemelerini ve sürdürülebilirlik hedeflerini karşılamalarına da yardımcı olur.

Biyolojik Türetilmiş Malzemeler Kullanarak Sondaj Sıvısı Formülasyonu

Petrol sahası operasyonlarında sondaj sıvısı hayati bir rol oynar, ancak bu "çamur" (sahada sıklıkla adlandırdığımız şekliyle) bir zorluk teşkil eder; etkili sondaj çamuru için gereken kimyasallar genellikle çevresel tehlikeler oluşturur.

Sondaj sıvıları karmaşıktır ve bunların içinde çok şey vardır; bunlar sadece matkap ucunu yağlamak ve soğutmak için değil, aynı zamanda kuyulardan kesilen parçaları çıkarmak, basınç kontrolünü sağlamak ve sondaj deliğini stabilize etmek için de kullanılır.

Yıllardır tüm bunları yapmak için çok sayıda sentetik kimyasal kullandık ve bu da pahalı oluyor.

Gördüğüm en büyük sorun nedir? Hassas bir ekolojik alanda bir projeniz olduğunda bu geleneksel sıvıları kullanmak pek mümkün değildir.

Çözüm? Su bazlı çamurlar adı verilen bir su bazlı sondaj sıvısı sınıfı (WBM'ler). Bazıları hala kısmen hidrolize poliakrilamid gibi katkı maddeleri kullanıyor olsa da, doğal polimerler bu durumlarda daha iyi bir seçenek sunuyor; buna bir sonraki bölümde değineceğim.

Aşırı Dengeli ve Dengesiz Delme Karşılaştırması

Sondaj sıvılarınızı seçerken dikkate almanız gereken önemli faktörlerden biri, kullanılan özel sondaj tekniğidir: Aşırı dengeli delme (OBD) dengesiz delmeye (UBD) karşı.

Aşırı dengeli sondaj, rezervuarın ortaya koyduğundan daha fazla basınçla sondaj yaptığınız anlamına gelir. Kuyu deliği stabilitesi ve basınç yönetimi söz konusu olduğunda daha güvenli bir seçim olarak kabul edilir.

Dengesiz sondajla kuyudaki sıvı, formasyonun dışarı ittiğinden daha az basınca sahip olur.

Bu teknik, sondaj sıvıları gibi şeyler nedeniyle kuyuda daha az tıkanıklık olacağından, kuyulardaki üretim oranlarının iyileştirilmesine gerçekten yardımcı olabilir.

Dengesiz delme, ancak çok hassas kontrol gerektirir; tam olarak doğru olanı yapmak zordur. Hassas rezervuar koşulları nedeniyle UBD'yi seçen projeler üzerinde çalıştım.

Gördüğüm şey şu; genellikle kuyunun konumuna ve belirli çevresel düzenlemelere bağlı olarak doğru sıvıların seçilmesi, sondaj projesini dengesiz hale getirir veya bozar.

Sondaj Sıvısı Formülasyonu için Doğal Polimer Örnekleri

Çok sayıda çalışma, doğal olarak oluşan polimerlerin aşağıdakiler de dahil olmak üzere uygulanabilir çözümler sunduğu çeşitli uygulamalara işaret etmektedir:

• Soya proteini:

Bu bol miktardaki protein işlenerek soya proteini izolatına dönüştürülebilir (SPI) ve sondaj sıvısına etkili bir şekilde eklenir.

Bu konuda benzersiz olan nedir? Düşük konsantrasyonda, sondaj sıvısındaki soya proteini, filtre keki adı verilen kalın, gözenekli bir katman oluşturur; bu, sabit bir basıncın korunmasının hayati önem taşıdığı durumlar için idealdir.

Her ne kadar bu sorunlu görünse de, yüksek geçirgenliğin ve daha hızlı akışın gerekli olduğu dengesiz sondajlarda soya proteini devreye giriyor.

Ancak daha yüksek konsantrasyonlar, daha sıkı kontrol ve daha az sıvı kaybının önemli olduğu durumlarda mükemmel olan, daha ince, daha az gözenekli bir filtre keki üretecektir.

• Pirinç kabuğu:

Bu şaşırtıcı malzeme de kullanışlı oluyor. Pirinç kabuğu benzersizdir çünkü suya dayanıklı, doğal olarak oluşan polimerlere sahiptir ve ayrışması oldukça zordur.

Bu, sondaj sıvılarınızın stabilitesini ve etkinliğini artıran çevre dostu bir bileşen anlamına gelir.

• Tarih çukuru:

Hurma işlemenin bu yan ürünü bir süperstardır.

Hurma çekirdeklerinin kimyasal bileşimi onu son derece faydalı kılmaktadır.

Viskozite kontrolünü, sıvı yoğunluğu yönetimini ve hatta geliştirilmiş termal özellikleri düşünün.

Hurma çekirdeklerini katkı maddesi olarak kullanma şansım oldu ve şaşırtıcı olan şey, hurma çekirdeği parçacıklarının boyutunu ve konsantrasyonunu değiştirerek sondaj sıvısının özelliklerini kelimenin tam anlamıyla ayarlayabilmeniz.

Konsantrasyon konusundaki deneyimimiz, petrol/gaz operasyonlarınız için mükemmel performans sağlayabilir.

• Ezilmiş Hurma çekirdeği:

Petrol platformlarında sondaj yaparken formasyonda beklenmedik boşluklar ve boşluklarla karşılaştığınız durumlar gördüm, buna dolaşım kaybı denir.

Bu, sıvı basıncında ani bir düşüşe neden olur ve projeye zarar verebilir.

Ancak ezilmiş Hurma tohumları, bu sinir bozucu açıklıkları kapatmak ve sorunsuz bir şekilde delmeye devam edebilmenizi sağlamak için inanılmaz derecede iyi çalışır.

Bu tohumlar inanılmaz derecede sağlamdır ve daha yüksek sıcaklıklarda bile kullanılabilir.

• Manyok Nişastası:

Manyok çeşidi seçiminin derin bir etkisi vardır. Spesifik olarak, yüksek düzeyde amiloz içeren manyok, daha yüksek viskoziteli bir sıvı oluşturur ve çok ihtiyaç duyulan sıvı kaybı kontrolünü sağlar.

Müşterilerimizden birinin sürekli olarak şişip kuyu deliğini tıkamak isteyen sorunlu formasyon killeriyle boğuştuğu bir durumu hatırlıyorum.

Sondaj işleminin sorunsuz ilerlemesini sağlamak için sıvının aktığından emin olmalısınız, ancak piyasada çok fazla sert kimyasal inceltici varken bu zor bir durum olabilir.

Ancak belirli Manyok nişastası tozları işe yaradı.

• Karboksimetil selüloz (CMC), Guar Sakızı ve Nişasta:

Karboksimetil selüloz, Guar sakızı ve özel nişastalardan oluşan kombinasyon, petrol/gaz sondaj çamuru performansı için tüm kriterleri karşılayan mükemmel, çok yönlü bir çözüm sunar.

Kimyasal Geliştirilmiş Petrol Geri Kazanımı (cEOR) için Doğal Polimerler

Petrol üretiminden bahsettiğimizde birincil, ikincil ve üçüncül geri kazanım yöntemleri vardır.

Ancak burada odaklanacağımız konu, çoğunlukla sadece EOR olarak kısaltılan, Kimyasal Geliştirilmiş Petrol Geri Kazanımıdır (cEOR).

Bir rezervuarın ilk akışına ulaştığınızda ek stratejilere ihtiyacınız olur; bu üçüncül tekniğin kullanıldığı yer burasıdır.

Bu kimyasal EOR tekniklerinden biri de son yıllarda Saudi Aramco ve Exxonmobil gibi endüstri devleri tarafından yaygın olarak kullanılmaya başlanan polimer taşmasıdır.

Aşağıda gösterildiği gibi, esas olarak, ilk geri kazanım yöntemleriyle elde edilemeyen kalan ham petrolün elde edilmesi için bir kuyuya özel sıvıların enjekte edilmesini içerir:

EOR ve Sürdürülebilir Alternatiflerdeki Zorluklar

Prensip yeterince basit olmasına rağmen, kimyasal EOR pratikte engeller teşkil etmektedir.

Büyük olan? Maliyet. Kaynak yoğundur. Ayrıca, petrol fiyatlarında sert dalgalanmalar oluyor ve bazen bu geleneksel polimerlerin bütçesi doluyor.

Bu geleneksel sentetik polimerlerin güçlü yanları olsa da, rezervuarlar tuzlu veya sıcak olduğunda zorluk yaşarlar.

Bu zorlu ortamlar onları yıkıyor.

İş burada ilginçleşiyor; onlarca yıldır şirketler polimer ve yüzey aktif madde kimyasını mükemmelleştirmek için milyarlarca dolar harcadı. Ancak şimdi bilim insanları, doğal olarak oluşan materyallerin derinliklerine iniyor.

Avantajları?

Sürdürülebilir, daha az çevresel yük, çoğu zaman bu zorlu koşullarda çok iyi çalışır.

Ve çoğu zaman çok daha ucuzdur. Kulağa çılgınca geliyor değil mi?

Bu değişim daha yeni başlıyor. Araştırmanın nasıl sonuçlandığına daha yakından bakalım:

• Pamuk Sakızı:

Orta Doğu gibi iklim ve koşulların son derece zorlu olduğu yerlerde yapılan çalışmaların, hazır doğal kaynaklarla yeni yaklaşımlara öncülük etmesi benim için büyüleyici.

Bitkiden elde edilen pamuk sakızı Gossypium herbaceum Pakistan gibi yerlerde ve başka yerlerde bulunan selülozik polimerler, diğer selülozik polimerlere benzer avantajlar sunar. Ancak tuzlu rezervuarlara karşı daha dayanıklı olmalarının yanı sıra benzersiz nitelikleri de vardır.

• Sabun fındıkları:

Sabun cevizi ağacından elde edilen yemişler bize yüzey aktif madde görevi görebilen doğal olarak oluşan saponinleri verir.

Araştırmalar, kolayca bulunabilen bu bitki ekstraktının guar zamkı ile birleştirildiğinde yağ geri kazanımını artırabildiğini gösteriyor.

Sentetik alternatiflerle karşılaştırıldığında yönetilecek daha az atık, daha düşük çevresel etki ve potansiyel olarak rezervuara daha az zarar verme riski elde edersiniz.

• Tarih Çukuru:

Date pit sadece sondaj sıvısını formüle etmek için harika olmakla kalmıyor, aynı zamanda bir "hareketlilik kontrol maddesi" olarak da parlıyor.

Ekstraksiyon işleminde kullanılan suyu yoğunlaştırma özelliğine sahiptir.

Bunda neyi seviyorum biliyor musun?

Hurma çekirdeklerini öğütüp sudaki sodyum hidroksit (NaOH) ile karıştırıyorsunuz ve böylece enjekte edilen suyun petrol yatakları açısından zengin alanları atlatma eğilimini azaltarak yağ geri kazanımını iyileştirebilecek düşük maliyetli bir çözüme sahip oluyorsunuz.

• Tarihlerden biyo yüzey aktif maddeler:

Tarihler söz konusu olduğunda çukurla sınırlı değiliz.

Peki ya size atık melası kullanarak “biyoyüzey aktif madde bileşikleri” oluşturabileceğimizi söylesem?

Mikroorganizmaların büyüleyici dünyası, tamamen değersiz olduğunu düşündüğümüz sıradan atık kollarını “biyo yüzey aktif maddeler” gibi değerli ürünlere dönüştürebiliyor.

Bunlar, geleneksel kimyasal yüzey aktif maddelere çok benzer şekilde hareket ederek bir rezervuardaki yüzey gerilimini düşürür, bu da petrolün çok daha verimli bir şekilde dışarı çıkmasını sağlar.

Zararsız bir bakteri türü olan "Bacillus subtilis" ile yapılan son araştırmaları inanılmaz derecede etkileyici buluyorum çünkü optimize edilmiş bir maliyetle çok yüksek geri kazanımlar sağlıyorlar.

Bu çok dikkat edilmesi gereken bir konu. Bu aslında şeylerin ne kadar birbirine bağlı olduğunun altını çiziyor.

Bu kimyasal reaksiyonlara tamamen ayrı şeyler olarak bakmıyorsunuz.

Doğal Polimerlerin Kullanıldığı Petrol ve Gazda Uygunluk Kontrolü

Bir kuyuya tonlarca emek verdiniz ama çok fazla suyun çıktığını fark ettiniz.

Bu sadece bir üretim mücadelesinden daha fazlasıdır. Fazla suyun kimyasal olarak arıtılması her zaman uygulanabilir veya uygun maliyetli olmayabilir; işte bu durumda Uygunluk kontrolünden yararlanırız.

Daha da kötüsü ne?

Fazla su, korozyon sorunlarının kabusunu yaratabilir. Bu, altyapınızı (boru hatları, muhafazalar, aklınıza ne gelirse) mahvedebilir; ayrıca, üretim oranlarını sekteye uğratabilecek kireç oluşumu sorunları yarattığından bahsetmiyorum bile.

Geçmişte şirketler, maliyetli olabilecek büyük su arıtma tesisleri inşa etmeye razı olmuşlardı.

Ancak yıllar süren akademik araştırmaların sonucunda ortaya çıkan şey şu: Doğal olarak türetilmiş malzemeler, bu sorunlara çözüm bulmak ve petrol endüstrisinin sürdürülebilirliğini artırmak için uygunluk kontrol önlemlerimizi geliştirebilir; gelin daha yakından bakalım:

• Polimer Jeller:

Su ve gazı kapatmak için kullanılan ana yöntemlerden biri özel “jeller”dir.

Bunları stratejik olarak enjekte ettiğimiz tıkayıcı bir malzeme gibi düşünün.

Bu jeller, su veya gazın kuyu deliğinize kısayol olarak geri dönmesini engellemek için bu boşlukları ve istenmeyen yolları doldurur ve onları rezervuarınızda istediğiniz üretim yolundan geçmeye zorlar.

• Hurma Çekirdeğiyle Geliştirilmiş Hidrojeller:

Size tıkaç malzememizin nasıl ayarlandığını "ayarlamak" için Date pit'ler alabileceğimizi söylesem ne derdiniz?

Doğal hurma çekirdeği tozunun yaygın olarak kullanılan polimerlerle (çoğunlukla hidrojel formunda) harmanlanmasının performansı büyük ölçüde artırdığı ortaya çıktı.

Gaz Kapatma:

Bu araştırmanın suyla sınırlı olmaması heyecan verici; bazı araştırmacılar üretimdeki aşırı gazla mücadele için yeni bir yaklaşım benimsiyor.

Bunu nasıl yaparız? Petrol/gaz operatörleri, gaz akışını kontrol etmek için Date Pit/Polisülfon kompozitlerini kullanabilir. Polisülfonun mükemmel filtreler yapmasıyla bilinir; güçlü, dayanıklı, aşırı sıcaklık ve basınçlara karşı iyi.

İnce öğütülmüş hurma çekirdeği tozunu polisülfonla harmanlamak bize yalnızca sürdürülebilir bir gaz engelleyici filtre sağlamakla kalmıyor, aynı zamanda standart malzemelerle karşılaştırıldığında verimliliğini de önemli ölçüde artırıyor.

Sentetik kimyasallara olan bağımlılığımızı azaltarak daha iyi çevre koruyucuları olmamıza yardımcı olur.

Bu gerçekten dikkatimi çekti; operasyonlarını doğa aracılığıyla en sürdürülebilir şekilde optimize edebilecek bir petrol ve gaz endüstrisi için çok büyük bir potansiyel var.

Sonuç

Büyüleyici olan şey, petrol ve gaz endüstrisi uygulamalarına yönelik doğal polimerlerin yıllardır “alternatif” bir yaklaşım gibi görünmesidir.

Çok çeşitli çalışma koşullarında geleneksel konvansiyonel yöntemlerin dezavantajlarını görmüş biri olarak, bunların sahip olunması güzel bir şeyden daha fazlası haline geldiğine inanıyorum.

Petrol endüstrisinin uzun vadeli başarısı ve sürdürülebilirliği için hayati önem taşıyacaklar.

Neden bu tahmine bu kadar güveniyorum?

Basitçe söylemek gerekirse, mesele sadece çevreyi korumak ve daha sürdürülebilir hale gelmek değil; bu doğal polimerik malzemeler çoğu durumda standart sentetik seçeneklerden daha iyi performans gösteriyor.

Zeoturb gibi biyopolimerlerin petrol/gaz operasyonlarınızı optimize etmenize nasıl yardımcı olabileceği hakkında daha fazla bilgi edinmek ister misiniz?

1-321-280-2742 numaralı telefondan Genesis Water Technologies, Inc.'deki su ve atık su arıtma uzmanlarıyla iletişime geçin veya şu adresten e-posta yoluyla bize ulaşın: customersupport@genesiswatertech.com Özel başvurunuzu görüşmek içiniyon.