Environmentally-friendly multifunctional production chemicals for zero marine pollution

Olje og naturgass behov vil fortsette i mange år fremover. Derfor er det viktig å produsere disse på en miljøvennlig måte. Det er en rekke problemer som kan påvirke sikker transport av olje og gass fra brønnen og gjennom strømningslinjer. Det mest skadelige problemet å håndtere er dannelsen av et islignende stoff kalt «gasshydrat» som dannes fra vann og naturgass. I motsetning til is, dannes dette stoffet over null Celsius under trykk. Hvis det dannes nok av dette gasshydratet, kan det blokkere rørledningen Det andre produksjonsproblemer skyldes vannets hardhet pga løste salter. Under visse forhold kan de felle ut av vannet og avsettes som faste stoffer i rørledningen som «avleiring». Det tredje vannrelaterte problemet er «korrosjon» av metallet som forårsakes av vann, salter og gasser som karbondioksid. Mye korrosjonsproblemet kan føre til en lekkasje i rørledningen som kan skade miljøet. For å unngå disse tre vannbaserte problemene, bruker oljeselskapet kjemisk behandling med såkalte hemmere. Disse hemmerne må være effektive, rimelige, ikke-farlige for mennesker, miljøvennlige og kompatible med hverandre. Problemet i dag er at det er veldig vanskelig å krysse av for alle disse boksene. Det er målet med dette prosjektet å fylle dette teknologiske gapet. Mellom universitetene i Stavanger, Norge og Kazan, Russland, har vi identifisert klasser av kjemikalier som er miljøvennlige og som kan finjusteres for å bekjempe alle tre vannbaserte produksjonsproblemer. Arbeidet i dette prosjektet har vært et samarbeid mellom syntetiske ferdigheter og testutstyr ved de to universitetene (NB. Per i dag er det lite samarbeidsaktivitet hovedsaklig pga Ukraine krigen). En slik hemmer vil ha de kombinerte egenskapene til alle tre hemmere og betyr at behov det trengs bare en injeksjonslinje som vil gir enda mer kostnadsbesparelse. Det første året har vi konsentrert oss om å finne et enkelt kjemikalie som kan bekjempe hydrat og korrosjon - og vi har gjort gode fremskritt. Vi brukte en billig lavtoksisitetspolymer som utgangsmateriale som har stor fleksibilitet for å kunne skreddersys for de tre oljefeltsproblemene. En optimalisert kjemikalie er nå testet både i Norge og Russland og ga lignende ytelse til kommersielle hydrathemmere designet for dette problemet alene og har nesten like god ytelse som en kommersiell korrosjonshemmer. I det siste har vi lært at korrosjonsproblemer kan angripes bedre ved å blande vårt kjemikalie med en synergist. Og det tredje problemet, dannelse av avleiring, kan angripes med å finpusse strukturen. Resultatene ble fremstilt på det fremste petroleums konferanse for kjemikalier i verden, nemlig SPE Oilfield Chemistry, Texas, juli 2023.

We have given greater understanding to the area of maleic polymer chemistry as well as understanding factors that make high performance multi functional or combinatorial inhibitors for hydrate, scale and corrosion control. We have not been in touch with KFU, Russia for ca 18mths so we are not aware of the recent progress they have made. Norway does not have the infra-structure in the chemical industry to commercialise our new products. We have entered into a collaboration with an indian company that has made several prototype products which have been tested successfully at UiS Norway. The next stage is sampling to oilfield service companies for field testing.

Every year, the production and transportation of oil and gas in the Barents Sea is increasing in volume and scale. The main countries that are actively working in this region are Norway and Russia. Geological data show a great prospect for field development in the Barents Sea. So in the Barents Sea, about half of the hydrocarbon reserves of Russian shelf deposits are concentrated. The increase in oil and gas production and transportation in the Barents Sea, of course, increases the risks of marine pollution associated with the activities of petroleum companies. To prevent major environmental disasters, today it is necessary to monitor and minimize possible environmental impacts. Several widely spread causes of accidents in pipelines during the operation by oil and gas companies are equipment corrosion, hydrates formation and scaling. The last two leads to pressure drop in pipelines, plugging the flow and possible blowouts and emergency situations, which result in sea environmental pollution. The easiest way to minimize risks is to use oilfield inhibition reagents that prevent corrosion, hydrate formation and scaling. To date, oilfield reagents have been developed to solve each of these problems separately, and they show good efficiency. Inhibitors are used in almost all exploited fields. However, many of them are toxic and do not decompose (biodegrade) in the marine environment. A large volume of these reagents are required today in production and transportation procedures of oil and gas. Also, they should be injected using different injection points due to incompatibility issues, since they can negatively affect each other and reduce efficiency. Future development of new fields will lead to an increase in the use of oilfield chemicals and result in the emergence of additional environmental risks. New multifunctional and environmentally friendly production chemicals can be a solution of these problems.