Glykolsäure für die Öl- und Gasindustrie

Glykolsäure ermöglicht Leistungsteigerungen in der Öl- und Gasindustrie

Glykolsäure verbessert Reinigungs- und Entkalkungsprozesse auf Ölfeldern und bei der Erdölraffinerie. Diese Säure ermöglicht auch die Metallkomplexierung in biologisch abbaubarer Form, ohne dass die formulierten Produkte einen unerwünschten biologischen oder chemischen Sauerstoffbedarf aufweisen.

Die im Vergleich zu Mineralsäuren langsamere Reaktionsfähigkeit der Glykolsäure hilft bei der Säureveredelung während der Fertigstellung eines Bohrlochs. Zudem wird Glykolsäure zur Entsalzung von Rohöl, zur Ansäuerung von Bohrlöchern und für synthetischen Bohrschlamm eingesetzt.

Glykolsäure ist frei von Phosphaten, biologisch abbaubar und reichert sich nicht in der Umwelt an. Vorteile dieser nicht brennbare, korrosionsbeständige 70%ige Glykolsäure in technischer Qualität:

  • Geruchsarm
  • Geringe Toxizität
  • Geringer Dampfdruck

Wie Glykolsäure funktioniert

Glykolsäure kann in Verbindung mit Salzsäure oder Sulfaminsäure verwendet werden, um Eisenausfällungen bei Reinigungsarbeiten oder Wasserfluten zu verhindern. Sie entfernt zudem wirksam schädliche Ablagerungen und minimiert zugleich Korrosionsschäden an Stahl- oder Kupferbauteilen.

Vermeidung und Entfernung von Verkalkungen

Glykolsäure entfernt Rost, Verkalkungen und Partikel, die in Bohrlöchern und Herstellungsanlagen vorkommen. Glykolsäure reagiert mit Metallionen und bildet ein lösliches Salz, das leicht aus dem Bohrloch abgepumpt werden kann. Die geringe Korrosion der Metallteile des Bohrlochs reduziert die Gefahr von Beschädigungen der Anlagen. Ihre stark sauren Eigenschaften lösen Carbonatablagerungen.

Stimulation horizontaler Bohrlöcher

Glykolsäure reagiert langsamer und dringt daher tiefer in Formationen ein, bevor sie vollständig reagiert. Diese Eigenschaft führt zu einer verbesserten Schneckenbohrung, da Glykolsäure die gleiche Menge Calciumcarbonat (CaCO₃) löst wie Salzsäure, jedoch ohne die Korrosion, die diese verursacht.

Entfernung von Gips

Gips, oder Calciumsulfat (CaSo₄), ist eine harte Ablagerung, die Rohre verstopft und schwer zu entfernen ist. In einer Fallstudie, bei der eine Entkalkungslösung aus Ammoniumglycolat, Ammoniummalat und Wasser verwendet wurde, wurde die Entkalkungslösung in ein Rohr gepumpt und dort für 22 Stunden belassen. Mit Hilfe dieses einstufigen Verfahrens konnten 85 bis 100 % der CaSo₄-Ablagerungen entfernt werden, und dies bei kürzerer Stillstandzeit (24 Stunden anstatt der sonst üblichen 48 bis 72 Stunden).

Auflösung von Metallnaphthenat

Naphthenat ist eine Carbonsäure, die gesättigte cyclische Kohlenwasserstoffe wie Cyclopentan und Cyclohexan enthält. Glykolsäure konkurriert mit Naphthensäure um Metallkationen unter Bildung von wasserlöslichem Glycolat. Glykolsäure kann zudem die Protonierung verstärken, indem sie die Löslichkeit und Phasentrennung der Naphthenate verändert. Protonierte Naphthensäuren sind sehr viel besser öllöslich als ionische Napthenate.

Entfernung wasserlöslicher organischer Stoffe

Öl besteht hauptsächlich aus dispergierten organischen Stoffen - aber einige organische Stoffe lösen sich in Wasser in messbaren Konzentrationen auf. Schwerkraftbasierte Trennmethoden entfernen keine wasserlöslichen organischen Stoffe. Diese Stoffe sind bei den im Betrieb üblichen pH-Werten wasserlöslich und sind im Förderwasser enthalten.

Aus dem Boden gepumptes Öl ist mit Wasser gemischt, das in der Branche als „Förderwasser“ bezeichnet wird. Auf Offshore-Plattformen wird das Förderwasser soweit gereinigt, dass es ausreichend geringe Konzentrationen an wasserlöslichen organischen Stoffen enthält, und dann in das Meer eingeleitet. Wasserlösliche organische Stoffe bilden den polaren Teil des verdampften Hexanextrakts und beinhalten gelöste und polare organische Stoffe des Förderwassers.

Die Einleitung von Förderwasser ins Meer ist zwar in weiten Teilen der Welt gestattet, unterliegt jedoch Beschränkungen. Zum Beispiel beträgt der Grenzwert für Kohlenwasserstoffe im Förderwasser im Golf von Mexiko 29 mg/l (im Monatsmittel). US-Vorschriften definieren Kohlenwasserstoffe als Verbindungen, die bei einem pH-Wert >2 aus Wasser in n-Hexan-Lösemittel extrahieren und nach dem Abkochen des Lösemittels verbleiben.

Die Verwendung von Glykolsäure zur Entfernung wasserlöslicher organischer Stoffe bietet gegenüber anderen Verfahren Vorteile, da Glykolsäure:

  • Wesentlich weniger korrosiv ist
  • Nicht flüchtig ist
  • Keine Ablagerungen bildet
  • Kompatibel mit bestehenden Wasseraufbereitungsanlagen ist, im Gegensatz zu quartären Ammoniumverbindungen (QACs).
  • Anders als QACs in einem breiten Behandlungsspektrum wirksam ist
  • In Verbindung mit anionischen Netzmitteln oder Mineralsäuren verwendet werden kann