ابتكار مادة كيميائية تزيد من إنتاج آبار النفط والغاز وتخفض التكاليف

طور علماء أرامكو مادة كيميائية جديدة للحد من تراكم مخلفات كبريتيد الحديد في أنابيب الفولاذ الكربوني. تمثل هذه المخلفات تحديًا كبيرًا للإنتاج، لا سيما في آبار الغاز المر والآبار المنتجة للنفط. وينطوي هذا المحلول الكيميائي (مذيب كبريتيد الحديد) الذي حصل على براءة اختراع، مؤخرًا، على إمكانات من شأنها إحداث نقلة تقنية نوعية، حيث يمكن أن يحسن هذا المحلول الكيميائي بشكل كبير من موثوقية أرامكو فيما يتعلق بإنتاج النفط والغاز بأسعار معقولة، وذلك بفضل اتفاقية التسويق التجاري التي أُبرمت، مؤخرًا، مع اثنين من الموردين المحليين.

حل ثوري يواجه التحديات

وتقدم التقنية محلولًا مصممًا خصيصًا لمواجهة التحديات التي تفرضها مرافق أرامكو السعودية الواسعة لإنتاج الغاز المر، والتي تتميز بوجود كميات كبيرة جدًا من مركبات تسبب التآكل الشديد مثل كبريتيد الهيدروجين (H2S). ففي هذا الوسط الكبريتي، يمكن أن تتراكم رواسب كبريتيد الحديد في الأنابيب، مما قد يقلل من الإنتاج، ويحد من إمكانية الوصول، ويعقد استخدام أدوات المراقبة والتدخل الأساسية للآبار. 

وكان كبير التقنيين في قسم تقنية الإنتاج التابع لمركز إكسبك للأبحاث المتقدمة، سعد المطيري، قد طلب من فريق من التقنيين العمل على مشروع بحث وتطوير جديد لحل هذا التحدي، وقدم لهم الدعم اللازم. كما تعاون كل من فهد الغنيمي وتاو تشين من قسم تقنية الإنتاج التابع لمركز إكسبك للأبحاث المتقدمة مع تشيوي وانغ من إدارة خدمات الأبحاث والتحليل، وفرانك تشانغ من شركة أرامكو الأمريكتان على تطوير هذه التقنية. 

نتائج مبهرة

وأظهرت التجارب المخبرية والميدانية أن مذيب كبريتيد الحديد لديه قدرة إذابة فائقة مقارنة بالمعالجات الكيميائية البديلة، كما يتميز بأنه غير قابل للتآكل ولا يكون كبريتيد الهيدروجين السام. 
وبهذه المناسبة؛ قال رئيس مشروع مذيب كبريتيد الحديد من مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة، تاو تشين: «يعد كبريتيد الحديد أحد أكثر التحديات إلحاحًا بالنسبة لآبار الغاز المر، والحلول المتاحة حاليًا في السوق، مثل التفريز الميكانيكي، تستغرق وقتًا طويلًا ومكلفة للغاية. ولذلك نحن ممتنون لتلقينا الدعم الإداري الكامل للعمل على إيجاد حل لهذا التحدي".

إجراءات فورية 

واستجاب فريق مركز إكسبك للأبحاث المتقدمة على الفور لهذه الحاجة التشغيلية، بعد أن طلبت الجهات المعنية في الموقع الدعم لحل المشكلة. وتم تشكيل فريق في عام 2016م للبحث عن حلول، وبحلول عام 2018م، توصل الفريق إلى محلول كيميائي جاهز للاستخدام في آبار الغاز المر، وفي عام 2020م، تم استخدام كميات إضافية من مذيب كبريتيد الحديد في آبار حقن المياه. 

احتفاء بالإنجاز العلمي

وحصلت تقنية مذيب كبريتيد الحديد على تقدير مرموق، حيث حصدت جائزتين خلال حفل توزيع جوائز مجلة النفط والغاز في الشرق الأوسط، ومجلة التكرير والبتروكيميائيات في الشرق الأوسط لعام 2017م، على مشروع إدارة الغاز المر والكبريت. كما برهنت هذه التقنية مكانتها الرائدة، حيث وصلت إلى التصفيات النهائية لنيل جائزة المشروع البحثي العالمي من المعهد الأمريكي للمهندسين الكيميائيين (IChemE) لعام 2020م، وجائزة أفضل السوائل والكيميائيات العالمية في مجال النفط لعام 2021م. 
وقال اختصاصي هندسة البترول في وحدة المساندة الفنية لهندسة إنتاج الغاز، جيرو ليل جيريغ، في حديثه عن حقول الغاز حول العضيلية: "لقد حل مذيب كبريتيد الحديد مشكلاتنا على نحو رائع، فقد كانت هذه المشكلة تمثل تحديًا كبيرًا بالنسبة لنا".
وقال مهندس البترول في إدارة هندسة إنتاج الغاز في العثمانية، موريسيو إسبينوزا جالفيس: "أظهر مذيب كبريتيد الحديد أثناء الاختبار الميداني، فاعليته في منطقة كان تركيز كبريتيد الهيدروجين فيها عاليًا، وتحت درجات حرارة مرتفعة للغاية".

أتاح مذيب كبريتيد الحديد في حقول النفط المر في بقيق، لفريق مهندس البترول الأعلى، مبارك المريخي، إزالة الكمية اللازمة من الرواسب من أحد أنابيب الآبار لاستعادة أداة كانت مفقودة وعالقة. 
وقال رئيس مجموعة نشر التقنيات التابعة لمركز إكسبك للأبحاث المتقدمة، محمد باطويل: "إن طرح مذيب كبريتيد الحديد في السوق التجارية كان قرارًا تجاريًا صائبًا لا سيما في ظل وجود هذه النتائج الرائعة، وهذا الأمر لا يصب في صالح نظرائنا المحليين في صناعة النفط والغاز فقط، بل ويخدم أيضًا الصناعة على نطاق عالمي".

تجدر الإشارة إلى أنه تم ترخيص هذه التقنية الحاصلة على براءة اختراع لشركتي الخدمات الموجودة في السعودية، وهي: شركة كلارينت التميمي وشركة سعودي ملتي كيم. وتعمل الشركتان على تطوير خطط تدعم توفير مذيب كبريتيد الحديد للشركات الأخرى، مما سيحقق عائدات لأرامكو السعودية. 


أظهرت التجارب الميدانية في حقول النفط والغاز المر فوائد لمذيب كبريتيد الحديد
• الإزالة الفعالة لرواسب كبريتيد الحديد والانسدادات
• زيادة إنتاجية الغاز بشكل كبير من خلال تحفيز الآبار 
• انخفاض كبير في متوسط وقت الإغلاق 
• وفورات كبيرة في التكلفة لكل معالجة ووفورات تصل إلى ٨٠٪ في الوقت، مقارنة بإزالة الترسبات ميكانيكيًا.

شرح الصورة أعلى الصفحة: صورة يظهر فيها من اليمين إلى اليسار، تاو تشين، وإسماعيل بالحارث، وموريسيو إسبينوزا جالفيس، ومبارك المريخي، وسالم بالحارث، وفهد الغنيمي، أثناء زيارتهم لمختبر قسم تقنية الإنتاج التابع لمركز إكسبك للأبحاث المتقدمة.