Study of scale inhibitor reactions in precipitation squeeze treatments

• Main Author: Veerapat Tantayakom
• Other Authors: Fogler, H. Scott
• Format: Theses and Dissertations
• Language: English
• Published: Chulalongkorn University 2005
• Subjects: Sedimentation and deposition; Fouling; สารยับยั้ง; การตกตะกอน; ตะกรันChemical inhibitors
• Online Access: https://digiverse.chula.ac.th/Info/item/dc:83113

การประยุกต์ใช้สารเคมียับยั้งการเกิดตะกรัน เพื่อการบำบัดแบบบีบการตกตะกอน (Precipitation Squeeze Treatment) ถูกใช้ทั่วไปในการแก้ไขปัญหาการเกิดตะกรันในการผลิตน้ำมัน แต่อย่างไรก็ตามการบำบัดนี้มีค่าใช้จ่ายสูง เนื่องจากต้องหยุดการผลิตในขณะดำเนินการและตำแหน่งการตกตะกอนของสารยับยั้งการตกตะกอนในบ่อน้ำมันที่ไม่เหมาะสม ความเข้าใจเกี่ยวกับปฏิกิริยาของสารยับยั้งมีความจำเป็นต่อการออกแบบการบำบัดนี้ให้มีประสิทธิภาพ สารยับยั้งชื่อ aminotrimethylene phosphonic acid (ATMP) ถูกเลือกเป็นต้นแบบเพราะใช้อย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมน้ำมัน การศึกษาพบว่า ปริมาณสารยับยั้ง ค่าความเป็นกรดเป็นด่างและเกลือ มีผลกระทบอย่างสำคัญต่อการตกตะกอนของสารยับยั้ง การเปลี่ยนแปลงค่าความเป็นกรดเป็นด่างมีผลต่อการเปลี่ยนแปลงจำนวนแคทไอออนชนิดวาแลนชนิดวาแลนซีสองที่จะเกาะบนโมเลกุลของ ATMP และมีผลต่อคุณสมบัติต่าง ๆ ของตะกอนที่เกิดขึ้น นอกจากนี้ยังพบว่าความเข้มข้นสารยับยั้งนี้ในรูปล๊อก (logarithm) เปลี่ยนแปลงเป็นเส้นตรงกับความเค็ม ทั้งนี้เนื่องจากผลของเกลือเคลื่อนออก (salting out effect) ซึ่งสอดคล้องกับทฤษฎี Setchenow การตกตะกอนของ ATMP ลดลงเมื่อเติมแมกนีเซียม เนื่องจากการรวมตัวระหว่าง Mg และ ATMP ในน้ำ ปฏิกิริยาแข่งขันระหว่างเกลือที่ละลายในน้ำกับสารยับยั้งมีผลทำให้อัตราการตกตะกอนของสารยับยั้งช้าลงอัตราการตกตะกอนที่ช้าจะช่วยทำให้สารยับยั้ง ถูกพาไปไกลจากหลุมน้ำมันโดยไม่เกิดการตกตะกอนของสารยับยั้ง หรือก่อให้เกอดความเสียหายของโครงสร้างหิน ได้ทำการศึกษาสาร DTPMP (diethylenetriaminepenta methylene phosphonic) และผลการศึกษาบ่งชี้ว่าสาร DTPMP ใช้ช่วงเวลาที่สามารถบำบัดตะกรันได้ (squeeze lifetime) ที่สั้นกว่าใช้สาร ATMP นอกนี้ยังได้ศึกษาการนำหลักการของ Critical Supersaturation Ratio (CSSR) ในการประเมินประสิทธิภาพของสารยับยั้งการเกิดตะกรันชนิดต่าง ๆ ความเข้มข้นสารยับยั้งการเกิดตะกรัน และค่าความเป็นกรดเป็นด่างเพื่อใช้ในการควบคุมการเกิดตะกรันของแบเรียมซัลเฟต พบว่า DTPMP และ PPCA (phosphinopolycarboxylic acid polymer) มีประสิทธิภาพสูงสุดต่อการยับยั้งการเกิดตะกรันของแบเรียมซัลเฟต เมื่อเทียบกับต่อจำนวนโปรตรอนที่แตกออก และต่อความเข้มข้นตามลำดับ จากผลการวิเคราะห์ภาพถ่ายอิเล็กตรอนแบบส่งกราด (SEM) พบว่าการเพิ่มความเข้มข้นของสารยับยั้งและค่าความเป็นกรดเป็นด่าง ทำให้ตะกอนของแบเรียมซัลเฟตมีขนาดเล็กลงและทรงกลมมากขึ้น จากผลของการกระจายขนาดอนุภาคของตะกอนแบเรียมซัลเฟต แสดงให้เห็นว่าเมื่อเพิ่มเวลาของการตกตะกอน (elapsed time) ความเข้มข้นของสารยับยั้งการเกิดตะกรันหรือค่าความเป็นกรดเป็นด่าง จะส่งผลทำให้ค่าการกระจายขนาดอนุภาคและค่าเฉลี่ยเส้นผ่าศูนย์กลางของอนุภาคของตะกอนแบเรียมซัลเฟตลดต่ำลง