لا يحتوي النفط المنتج في بداية عمر المكمن النفطي على اية نسبة من الماء و الاملاح او قد يحتوي على نسبة قليلة منها و لكن مع بدء عمر المكمن سيبدا انتاج النفط و هذا النفط سيحوي على الاملاح و الماء و على الرغم من فرق الكثافة بين النفط و الماء يضمن وجود الماء عادة تحت مستوى النفط لكن بسبب استمرار الانتاج فان كمية الماء بالنفط ستزداد تدريجيا مع مرور الوقت .
🔵 اضرار وجود الماء المكمني في النفط الخام :
🔹️ان وجود الماء المكمني العالي الملوحة مع النفط الخام يسبب التأكل للانابيب، العازلات والخزانات وأي وعاء او انبوب يمر به النفط الخام.بسب وجود الغازات الحامضية في النفط الخام مثل h2s or co2 حيث يؤدي الى تكوين احماض الكبريتيك و الكاربونيك مما تؤدي الى حدوث corrosive
🔹️يترسب الملح على سطح الانابيب من الداخل وخاصة انابيب السخانات (Heater Tubes) او انابيب المبادلات الحرارية او غيرها مسببة مشاكل تشغيلية كثيرة مثل تكون الفحم داخل انابيب السخانات وحدوث التشققات فيها.حيث ان وجود الاملاح سيؤدي الى ترسبها في انابيب المبادلات الحرارية و الافران على شكل كتل صلبة تؤدي الى تقليل اقطار هذا الانابيب و انسدادها و من ثم زيادة حرارتها و التسبب بتضررها مما يؤدي الى تقليل كفاءة المعدة
🔹️من الناحية الاقتصادية فأن الماء الموجود مع النفط يضيف عبئاً تشغيلياً على المنشأت الانابيب والمضخات والخزانات من جراء نقل وخزن ماء لا فائدة منه.
🔹️زيادة في استهلاك الطاقة حيث ان وجود الماء في النفط الخام يؤدي الى زيادة استهلاك الطاقة حيث ان الماء يحتاج الى طاقة تعادل ضعف الطاقة المستعملة لتسخين النفط الخام
🔹️كذلك تقليل حجم الانابيب الناقلة للنفط و حجم المعدات المستخدمة في المعالجة وبالتالي زيادة في زمن المكوث retention time
🔹️كذلك الاملاح ممكن ان تسبب تسمم في العامل المساعد في مراحل المعالجة
🔵 لذا فان معالجة النفط تعني ازالة الماء والاملاح واحياناً تسمى وحدات المعالجة تلك بوحدات معالجة النفط الرطب وإزالة الاملاح (Dehydration and desalting unit) حيث الملح المقصود هنا هو الملح الذائب في الماء الموجود مع النفط والذي يمثل الغالبية العظمى من الاملاح الموجودة مع النفط الخام علماً انه توجد نسبة قليلة جداً من الملح مع النفط الخام على شكل بلورات صغيرة عالقة في النفط الخام.
🔵يصبح هذا الماء المكمني على شكلين في النفط الخام:
🔹ماء حر Free water : حيث ينتشر الماء على شكل جزيئات كبيرة داخل النفط الخام و (ينعزل الماء الحر فور دخول خليط النفط والماء العازلة او الخزان اي عندما تتاح له فرصة الترسيب حيث ينفصل بسهولة بمجرد استقرار المزيج لفترة مناسبة ).
🔹 Emulsion water الماء المستحلب ماء تحول الى قطرات صغيرة جداً تنتشر ف النفط وهو ما يسمى بالرغوة او المستحلب Emulsion الماء الموجود مع النفط على شكل قطرات صغيرة لا يترسب بسهولة لذلك يحتاج الى عمليات اضافية لفصل هذه القطرات من النفط بأستخدام وحدات معالجة النفط الرطب لتجفيف النفط الخام
🔵 يمكن تعريف المستحلب (Emulsion) بأنه مزيج من سائلين غير قابلين للامتزاج لا ينفصلان بسرعة أو بسهولة بسبب وجود عوامل استحلاب (emulsifying agents).او هو تشتت سائل في سائل اخر لا يذوب احدها في الاخر بشكل قطرات صغيرة جدا حيث تعتمد استقرارية المستحلب على طبيعة الخلط و على التركيب الكيمياوي لهما و اللزوجة ودرجة الحرارة
🔵انواع المستحلب : 🔹️مستحلب الماء في النفط الخام water in oil emulsion عبارة عن قطرات صغيرة جدا من الماء المنتشر في النفط الخام و عادة ما تكون هذا القطرات محاطة بغشاء رقيق مكون من مواد تمنع الاندماج و لهذا تستخدم مواد كيميائية لكسر الغشاء 🔹️ مستحلب النفط في الماء oil in water emulsion عبارة عن قطرات صغيرة جدا من النفط الخام المنتشر في الماء و تزداد نسبته مع زيادة عمر البئر حيث تقل نسبة النفط الى الماء في المكمن و بالاخص عند اللجوء الى الانتاج بالحقن المائي في البئر 🔹️المستحلب المخلوط mixed emulsion وهو مزيج من النوعين الاولى و تكون عملية فصله معقدة لكونه يحتاج الى وحدات اكثر بالاضافة الى تعدد كاسرات الاستحلاب
🔵هناك شروط ضرورية لتشكيل مستحلب مستقر (ومستحلب لا ينكسر أو ينفصل إلى الماء والنفط دون معالجة):
🔹يجب أن تكون السوائل غير قابلة للامتزاج، أي لا تخلط 🔹وجود عوامل الاستحلاب ومدة و طاقة الخلط الكافية 🔹يكون عامل الاستحلاب هو الجزيئات الصلبة المواد البارفينية ,المواد الاسفلتية , الحوامض العضوية الذائبة في النفط و بالاضافة الى المواد الصلبة المنتشرة في النفط مثل الرمل و الكاربون و غيرها 🔹يحصل المزج في تطبيقات الانابيب و الانحناءات و في الصمامات الخانقة
🔵لماذا كسر الاستحلاب مهم؟ يتم إنتاج النفط الخام من المكامن بالاشتراك مع ماء التكوين الطبيعي أو خليط من ماء التكوين ومياه الحقن. يتم إنتاج هذا الخليط الخام بشكل رئيسي على شكل مستحلب (نفط/ماء). قد يؤدي عدم فصل خليط النفط/الماء بكفاءة إلى عدد من المشاكل. 🔵مشاكل المستحلب 🔹️الحمولة الزائدة على معدات العزل السطحية. 🔹️زيادة تكلفة ضخ النفط الخام الذي يحتوي على كميات كبيرة من المياه. 🔹️خط تدفق أو ضغط أنابيب عالي ناتج عن مستحلبات عالية اللزوجة. 🔹️تسبب انغلاق الانابيب الصغيرة من جراء تبخر الماء من النفط وترك الملح يترسب عليها وخاصة في المبادلات الحراية 🔹️زيادة تكاليف تدفئة الوحدات. 🔹️التآكل في خطوط التصدير ، بما في ذلك خطوط الأنابيب المغمورة وخطوط أنابيب التصدير وخزانات التخزين بالاضافة الى التأكل في السخانات والمبادلات الحرارية. 🔹️تجمع الرواسب الطينية السميكة في قاع الخزانات، والتي يصعب إزالتها. 🔹️مؤشر المستوى ومشاكل التحكم
🔵عوامل الاستحلاب وهي مواد تساعد على تكوين المستحلبات. يمكن العثور عليها في معظم حقول النفط وتشمل: 🔹️المواد العضوية المشحونة كهربائيًا مثل النفط القابل للذوبان والأحماض العضوية والرمل والإسفلت. 🔹️المواد الصلبة الدقيقة ، مثل الحديد والزنك وكبريتات الألومنيوم وكربونات الكالسيوم والسيليكا وكبريتيد الحديد والطين.
🔵إنها تشكل غشاءً قويًا حول قطرات الماء مما يمنعها من الالتحام معًا لتشكيل قطرات أكبر. معظم عوامل الاستحلاب أو المستحلبات موجودة في المكمن وتنتج مع موائع البئر.