Nieuw doseersysteem voor olieproductie

shutterstock booreiland

Om effectief en efficiënt olie te produceren, worden op het platform sinds jaar en dag diverse chemicaliën gedoseerd. Met nieuwe instrumentatie kan het anders en beter.

Wie kent niet de heroïsche beelden van ‘échte mannen’ die op woeste gronden met geweld een pijp de grond in drijven, en dat dan de olie huizenhoog de lucht in spuit? Dat gaat op de Noordzee wel even anders. De oliedruk in de zeebodem is veel te laag om de olie aan het daglicht te brengen. De oplossing is om de druk in het veld omhoog te brengen door het onder waterdruk te zetten. Vanuit het productieplatform of -schip loopt een serie buizen naar de zeebodem, zodat het platform welhaast op een octopus lijkt die zijn tentakels naar de zeebodem uitstrekt. Door deze buizen stroomt water onder druk dat een water- en oliemengsel door een centrale pijp omhoog naar het productieplatform stuwt.

Olie en water worden op het platform door een separator van elkaar gescheiden. Het water dat zo geoogst wordt, staat bekend als ‘produced water’. Dat mag zo de zee niet meer in en zal worden hergebruikt voor de oliewinning.

Fluidcom offsets

Stabiele dosering is vereist voor een efficiëntie productie.

Het Fluidcom-systeem van Yoko­gawa gebruikt een geheel nieuwe technologie om het klassieke injec­tiesysteem te vervangen door één enkele regelaar. De geboorteplaats van deze regelaar is het bedrijf TechInvent in Noorwegen, opge­richt door uitvinder Alf Egil Stensen. TechInvent is in 2017 overgenomen door Yokogawa en heet sinds 2018 Yokgawa Tech­Invent AS. De Fluidcom wordt al op de Noordzee-platforms gebruikt, onder andere door Statoil en ExxonMobil. Door het werkingsprincipe is de rege­ling onafhankelijk van druk, temperatuur, viscositeit en soor­telijke massa. Ook belan­grijk is de stabiele regeling, waardoor over- en onderdosering aanmerkelijk verminderen.

Waterbehandeling

Aan het water voor oliewinning worden speciale eisen gesteld, want er liggen diverse problemen op de loer in de vorm van aantasting van de productieleidingen. Naast gevaar voor corrosie hebben we ook nog te maken met afzettingen in leidingen en pompen. Maar er zijn nog meer vijanden van het leidingwerk te noemen. Een aantal daarvan wordt veroorzaakt door toevoegingen die aan het water worden gedaan en die nodig zijn voor het winningsproces. Ik noem hier demulgator, flocculant en anti-schuim als voorbeelden van toegepaste chemicaliën.

Al deze middelen moeten aan het water worden gedoseerd, zoals ook de corrosieremmer en de afzettingsremmer. We richten ons in dit artikel op het doseren van deze chemicaliën.

Doseren

Het doseren van de chemicaliën is normaal gesproken voor deze toepassing een continu proces dat op een enkel of op meerdere punten kan gebeuren. Het bestaat uit één of meerdere voorraadtanks met een systeem van pompen, volumeregelaars en flowmeters met een bijpassend regel­systeem. In een conventioneel systeem is de injectie gebaseerd op het regelen van het volume debiet door het regelen van de druk over een orifice-plaat. De consequentie van deze aanpak is het risico van onder- of overdosering. Beide scenario’s kunnen problemen veroorzaken. Het eerste is dat de effecten die met het toevoegen van de chemicaliën worden beoogd, niet worden bereikt. Het overdoseren van chemicaliën leidt bovendien tot onnodige kosten.

Fluidcom1

De Fluidcom 1.

Deze kosten zijn trouwens een belangrijke overweging bij het selecteren van een injectiesysteem. Hier wordt niet alleen gekeken naar de kosten van de aanschaf, maar steeds meer naar de ‘eigenaarskosten’, waarbij de kosten van de chemicaliën een belangrijke rol spelen.

Hoe het werkt

Het werkingsprincipe van een regelklep is simpel genoeg. Je regelt de afvoer door een piston of pin meer of minder tegen een zitting te drukken. De truc van de Yokogawa Fluidcom zit hem in de speciale manier waarop de pin in de zitting wordt gedrukt, zie de figuur hieronder. Dit gebeurt in de tekening aan de rechterkant, bij de uitgang. Tussen de inlaat en de uitlaat is de regelaar verwarmd met een regelbaar verwarmingselement. Hierdoor wordt de vloeistof opgewarmd in een mate die afhankelijk is van het massadebiet en de soortelijke warmte van de vloeistof. Er ontstaat een temperatuurval (deltaT) die een maat is voor de massastroom.

FluidCom principe

De constructie van de Fluidcom: het principe.

Afhankelijk van de deltaT zet het binnenwerk van de regelaar uit of krimpt in, waardoor de afsluitpin meer- of minder in de zitting wordt gedrukt. Het gewenste massadebiet wordt ingesteld door aan de knop van de temperatuurregelaar te draaien. Het draait bij de toepassingen van de Fluidcom altijd om bekende en zuivere reagentia, dus er is in de praktijk een vast verband tussen de instelling van de temperatuur en het massadebiet. De regelaar heeft een totale lengte van ongeveer 37 centimeter, je kunt je afvragen of de verplaat­singsverschillen bij zo’n compacte regelaar wel groot genoeg zijn voor de gewenste nauwkeurigheid.

Het is goed te bedenken dat de tekening het principe van de werking aangeeft. Yokogawa is er niet happig op om het feitelijke binnenwerk van de regelaar te publiceren, maar het komt er op neer dat er een slimme constructie voor het inwendige is bedacht om een effectief werkend instrument te construeren. Het effect van de constructie is dat de verplaat­sing van de pin groter is dan verwacht aan de hand van de tekening.

SacleInjection

Montage aan de kerstboom.

Meer informatie

Wie meer wil weten over het productieproces op zee moet eens kijken naar het duidelijke filmpje van ­Clariont. Het laat in het kort zien hoe de winning werkt en vertelt over de waterbehandeling.

Ook het volgende filmpje is instructief, met name de eerste twee minuten.

Harold van den Hauten