Hydrate in Schach halten

Labortests von Anti-Agglomerantien mit Rocking Cells. Visuelle Beurteilung und Näherungssensordaten identifizieren das Phasenverhalten, die Hydratkristallgröße, die Hydratablagerung und die Flüssigkeitsviskosität. (Foto: Halliburton)

Die Ölindustrie verfügt über eine Vielzahl von Methoden, um den reibungslosen Ablauf von Kohlenwasserstoffen in Fließlinien zu gewährleisten, je nachdem, was die Produktion einschränken könnte.

Hydrate oder eisähnliche Feststoffe, die aus der Kombination von freiem Wasser und Erdgas bei hohem Druck und niedriger Temperatur resultieren, können eine Rohrleitung verstopfen, und niedrig dosierte Hydratinhibitoren (LDHIs) sind eine der Hauptabwehrmechanismen gegen dieses Problem. LDHIs gibt es in zwei Hauptsorten: kinetische Hydratinhibitoren (KHIs) und Anti-Agglomerantien (AAs), die für verschiedene Situationen geeignet sind.

Laut Loan Vo, Berater für Forschung und Entwicklung bei Multi-Chem, dem Spezialchemikaliengeschäft von Halliburton, sind kinetische Inhibitoren wirksam, aber aufgrund ihrer Wirkungsweise ist ein gutes Verständnis erforderlich, wie lange die Bildung des Hydrats verzögert werden muss. Dies sei nicht immer bekannt und könne letztendlich ein Risiko für eine Pipeline darstellen, insbesondere wenn eine Plattform vor einem Hurrikan heruntergefahren werden müsse und ein oder zwei Wochen stillgelegt bleiben würde.

„KHIs werden in der Regel die Hydratbildung für diesen Zeitraum nicht verhindern“, sagt Sean Daly, Manager für Tiefwasser- und Flusssicherungstechnik bei Multi-Chem, einem Service von Halliburton.

Vo erläutert: "Anti-Agglomerantien verhindern nicht die Bildung von Hydraten, aber sie verhindern, dass sie zusammenkleben und eine große Masse bilden."

AAs sind Tenside, und unterschiedliche Produktionsströme erfordern unterschiedliche AA-Chemikalien, da die Zusammensetzung der Reservoirflüssigkeit - von leichtem bis schwerem Öl zusammen mit Verunreinigungen wie Paraffinen und Asphaltenen - eine große Rolle bei der Bildung von Hydraten spielt, sagt sie.

„Es bedarf einer sehr spezifischen Kopfstruktur mit den richtigen organischen funktionellen Gruppen, damit sich die Tensidmoleküle auf der Oberfläche der Hydratpartikel richtig orientieren und ausrichten können, damit sich die Hydratpartikel nicht zu größeren Massen zusammenballen. Die Funktionalität und Länge des hydrophoben Schwanzes ist entscheidend dafür, wie schnell das Tensid an die Öl / Wasser-Grenzfläche gelangt, und hat einen großen Einfluss auf die AA-Leistung in Ölen mit unterschiedlichen Eigenschaften “, sagt Vo.

Während ein AA, der alle Produktionsströme behandeln kann, "der heilige Gral von LDHIs" ist, machen eine Reihe von Faktoren dies schwierig, sagt Daly. "Es hängt von verschiedenen Ölsorten, Salzgehalt, Wassereinschnitten und mehreren anderen Faktoren ab."

Multi-Chem hat ein Forschungs- und Entwicklungsprojekt gestartet, um die Lücken in seinem AA-Portfolio zu schließen, und hat drei neue Produkte entwickelt, um den Bedarf an Ölfeldern zu decken. Ein viertes befindet sich laut Daly in der Entwicklung.

Die Entwicklung beinhaltete die Anpassung der Kopf- und Schwanzchemie, um das AA-Portfolio, das nun 90% des Marktbedarfs abdeckt, zu vervollständigen, so Vo. Einer der Zusätze sei leicht biologisch abbaubar, fügt sie hinzu.

"Wir vergrößern uns und bereiten uns auf die Kommerzialisierung vor", sagt sie.