석유 및 가스 산업은 합성 물질에 대한 의존도가 높은 것으로 알려져 있지만, 성장하는 움직임으로 인해 이 산업에 접근하는 방식이 바뀌고 있습니다.

오늘은 석유 및 가스 산업 응용 분야에 사용되는 천연 폴리머에 대해 이야기해 보겠습니다. 그들은 빠르게 견인력을 얻고 있습니다. 이러한 변화를 주도하는 것은 무엇이며, 주목해야 하는 이유는 무엇입니까?

나는 이 분야에서 수년을 보냈고, 내가 본 것은 매우 흥미로웠습니다. 천연 폴리머는 단순히 "친환경"이 아니라 상황을 뒤흔드는 실질적인 실용적인 이점을 제공합니다.

이 기사에서는 석유 및 가스 산업 운영에서 천연 폴리머로의 전환이 일어나는 이유, 그것이 가지고 있는 흥미로운 잠재력, 그리고 이 중요한 분야의 미래가 어떤 모습일지에 대해 논의할 것입니다.

목차 :

• 천연 고분자 재료의 부상
  • 천연 고분자 재료란 정확히 무엇입니까?
  • 석유 및 가스 산업의 천연 고분자 대 합성 고분자
  • 석유 및 가스 산업에서 천연 고분자의 응용
  • 생체 유래 재료를 사용한 시추 유체 제제
  • 오버밸런스 대 언더밸런스 드릴링
  • 화학적 강화 석유 회수(cEOR)를 위한 천연 폴리머
  • 천연 폴리머를 이용한 석유 및 가스의 적합성 제어
• 결론

천연 고분자 재료의 부상

천연 고분자 소재에 대해 왜 화제가 됩니까?  

석유 및 가스 산업이 더욱 지속 가능해져야 한다는 인식이 커지고 있기 때문입니다.

이것은 단지 공공 이미지에 관한 것이 아닙니다. 이는 실제 비즈니스 이점에 관한 것입니다. 내가 직접 목격한 것은 무엇인가?

환경에 미치는 영향을 최소화하려는 기업은 이러한 천연 소재에서 금광을 발견하고 있습니다.

더욱이 천연 고분자는 합성 고분자보다 성능이 더 뛰어나지는 않더라도 성능이 비슷한 경우가 많습니다.

천연 고분자 재료란 정확히 무엇입니까?

우리는 대부분의 합성 폴리머처럼 화석 연료에서 생산되기보다는 식물이나 동물 물질과 같은 여러 소스에서 자연적으로 발생하는 폴리머를 얻을 수 있습니다.

많은 전문가들은 석유 및 가스 산업 응용 분야에 천연 폴리머를 사용하는 것이 업계의 지속 가능성 목표를 달성하는 데 큰 역할을 한다는 데 동의합니다.

이는 현재 합성 폴리머를 활용하는 응용 분야에서 훌륭한 대체품이 됩니다.

여기에는 굴착 유체, 향상된 오일 회수, 적합성 제어 및 생산된 수처리와 같은 활동이 포함됩니다.

석유 및 가스 산업의 천연 고분자 대 합성 고분자

석유 및 가스 산업에서는 다양한 용도로 폴리머를 사용합니다.

이러한 응용 분야 중 하나는 유전 작업에서 생산된 물에서 부유 물질, 미량 탄화수소 및 기타 오염 물질을 분리하는 것입니다.

응집제나 응고제로 알고 계실 수도 있습니다. 그들은 이러한 오염 물질을 모아 물에서 더 쉽게 제거할 수 있도록 합니다.

폴리머에는 천연과 합성의 두 가지 주요 유형이 있습니다.

합성 폴리머는 석유 제품으로 만들어집니다. 천연 폴리머는 자연에서 나옵니다. 식물이나 해양생물 같은 것을 생각해 보세요.

그러나 폴리아크릴아마이드, 폴리다드막 등 기존의 합성 고분자와 금속염에는 몇 가지 문제점이 있다.

환경에 해로울 수 있으며 많은 경우 자연에서는 분해되지 않습니다.

 우리가 살고 있는 생태계를 보호하고 싶기 때문에 이는 중요한 문제입니다.

하지만 천연 폴리머는 다릅니다. 그들은 자연에서 파생되고 일반적으로 시간이 지남에 따라 자연적으로 분해되기 때문에 환경에 더 좋습니다.

많은 주목을 받고 있는 천연고분자 중 하나가 바로 제 오투 브. 지속 가능한 액체 바이오 유기 응집제입니다. 이는 해양 생물에서 추출되며 석유/가스 운영자가 물에 넣기를 원하지 않는 미량 오일 및 기타 오염물질과 결합하는 데 매우 효과적입니다.

이는 지속 가능한 재사용 또는 배출을 위해 물을 정화하는 다단계 처리 과정의 일부로 도움이 됩니다.

석유/가스 산업에서 천연 고분자의 응용

천연 폴리머는 환경 친화적인 특성과 다양한 용도로 인해 석유 및 가스 산업에서 상당한 주목을 받고 있습니다.

생산 단계에서 이러한 폴리머는 굴착 유체 첨가제로 활용되어 점도를 제어하고 유체 손실을 줄이며 유정 안정성을 향상시키는 데 도움이 됩니다. 또한 효과적인 윤활제 역할을 하여 드릴링 작업 중 마찰을 줄이고 장비 마모를 최소화합니다.

또한, 천연 폴리머는 강화 오일 회수(EOR) 기술에 사용되어 농축제로 작용하여 청소 효율성을 향상시키고 성숙된 현장에서 오일 생산량을 증가시킵니다.

가공 작업 중에 천연 폴리머는 다양한 분리 공정에서 중요한 역할을 합니다.

이는 오일-물 에멀젼을 분해하기 위한 항유화제로 사용되어 생산 유체에서 오일과 물의 분리를 촉진합니다.

이러한 폴리머는 또한 가스 처리 분야에서 수화물 억제제 역할을 하여 파이프라인과 장비를 막을 수 있는 가스 수화물의 형성을 방지하는 용도로 사용됩니다.

또한, 천연 폴리머는 파이프라인 운송에 활용되어 흐름 효율성을 향상시키고 펌핑 비용을 줄이기 위한 항력 감소제 역할을 합니다.

생산된 물을 처리할 때 다음과 같은 천연 폴리머가 사용됩니다. 제 오투 브 효과적인 응집제 및 응고제로 나타났습니다. 이는 생산된 물에서 부유 물질, 기름 방울 및 기타 오염 물질을 제거하는 데 도움을 주어 보다 효율적인 물 처리 및 재활용을 가능하게 합니다.

이러한 폴리머는 또한 스케일 및 부식 억제제 역할을 하여 처리 장비 및 파이프라인에 광물 침전물이 형성되는 것을 방지할 수 있습니다.

생산된 수처리에 천연 폴리머를 사용하면 재사용 또는 폐기를 위한 수질이 향상될 뿐만 아니라 석유 및 가스 회사가 점점 더 엄격해지는 환경 규제와 지속 가능성 목표를 충족하는 데 도움이 됩니다.

생체 유래 재료를 사용한 시추 유체 제제

유전 작업에서 굴착 유체는 중요한 역할을 하지만 이 "진흙"(현장에서 흔히 부르는)은 문제를 야기합니다. 효과적인 굴착 이수에 필요한 화학 물질은 종종 환경 위험을 초래합니다.

시추 유체는 복잡하고 많은 것들이 들어갑니다. 드릴 비트의 윤활 및 냉각뿐만 아니라 우물 절단 제거, 압력 제어 유지 및 시추공 안정화에도 사용됩니다.

수년 동안 우리는 이 모든 작업을 수행하기 위해 수많은 합성 화학 물질을 사용해 왔으며 비용이 많이 듭니다.

그런데 내가 본 가장 큰 문제는 무엇입니까? 민감한 생태학적 영역에서 프로젝트를 진행하는 경우 기존 유체를 사용하는 것은 불가능합니다.

해결책? 수성 진흙이라고 불리는 수성 굴착 유체의 한 종류(WBM). 일부는 여전히 부분적으로 가수분해된 폴리아크릴아미드와 같은 첨가제를 사용하지만 이러한 경우에는 천연 폴리머가 더 나은 옵션을 제공합니다. 이에 대해서는 다음 섹션에서 설명하겠습니다.

오버밸런스 대 언더밸런스 드릴링

드릴링 유체를 선택할 때 고려해야 할 중요한 요소 중 하나는 사용되는 특정 드릴링 기술입니다. 오버밸런스된 드릴링(OBD) 대 불균형 시추(UBD).

오버밸런스된 드릴링은 저장소가 내놓는 것보다 더 많은 압력으로 드릴링하고 있음을 의미합니다. 유정 안정성과 압력 관리에 관한 한 더 안전한 선택으로 간주됩니다.

하지만 불균형한 시추를 사용하면 유정 내 유체의 압력이 지층이 밀어내는 압력보다 낮습니다.

이 기술은 시추 유체와 같은 물질로 인해 우물이 막히는 현상이 줄어들기 때문에 우물의 생산 속도를 높이는 데 실제로 도움이 될 수 있습니다.

그러나 불균형한 드릴링에는 매우 정밀한 제어가 필요하므로 올바르게 수행하는 것은 까다롭습니다. 저는 민감한 저수지 상황으로 인해 UBD를 선택한 프로젝트에 참여해 왔습니다.

제가 본 것은 유정의 위치와 특정 환경 규정에 따라 올바른 유체를 선택하는 것이 불균형한 시추 프로젝트를 성사시키거나 중단시킨다는 것입니다.

굴착 유체 제제를 위한 천연 폴리머의 예

수많은 연구에서는 다음을 포함하여 자연 발생 폴리머가 실행 가능한 솔루션을 제공하는 다양한 응용 분야를 지적합니다.

• 콩 단백질:

이 풍부한 단백질은 분리대두단백질로 가공될 수 있습니다(SPI) 시추 유체에 효과적으로 추가됩니다.

이것의 독특한 점은 무엇입니까? 낮은 농도에서 굴착 유체의 대두 단백질은 안정적인 압력을 유지하는 것이 필수적인 경우에 이상적인 필터 케이크라고 불리는 두꺼운 다공성 층을 형성합니다.

이는 문제가 있는 것처럼 보일 수 있지만, 높은 투과성과 빠른 흐름이 필요한 불균형 시추에서는 대두 단백질이 중요한 역할을 합니다.

농도가 높을수록 더 얇고 다공성이 적은 필터 케이크가 생성되며, 더 엄격한 제어와 적은 유체 손실이 중요한 경우에 적합합니다.

• 쌀 껍질:

이 놀라운 자료도 유용합니다. 왕겨는 물에 저항하는 자연 발생 폴리머를 가지고 있고 분해가 매우 어렵다는 점에서 독특합니다.

이는 굴착 유체의 안정성과 효율성을 향상시키기 위한 환경 친화적인 성분으로 해석됩니다.

• 데이트 피트:

날짜 처리의 부산물은 슈퍼스타입니다.

대추야자 구덩이의 화학적 조성은 매우 유용합니다.

점도 제어, 유체 밀도 관리 및 향상된 열 특성을 생각해 보십시오.

저는 대추야자 구덩이를 첨가제로 활용할 기회가 있었는데, 놀라운 점은 대추야자 구덩이 입자의 크기와 농도를 변화시켜 말 그대로 굴착 유체의 특성을 조정할 수 있다는 것입니다.

당사의 농축 경험은 귀하의 석유/가스 운영에 탁월한 성능을 제공할 수 있습니다.

• 으깬 대추야자 씨앗:

저는 석유 굴착 장치에서 시추 작업을 하면서 지층에 예상치 못한 빈 공간과 틈이 생기는 상황을 본 적이 있습니다. 이를 순환 손실이라고 합니다.

이로 인해 유체 압력이 갑자기 떨어지며 프로젝트에 큰 타격을 줄 수 있습니다.

그러나 으깬 대추야자 씨앗은 성가신 구멍을 막는 데 매우 효과적이며 계속 원활하게 굴을 뚫을 수 있도록 해줍니다.

이 씨앗은 믿을 수 없을 정도로 견고하며 더 높은 온도에서도 사용할 수 있습니다.

• 카사바 전분:

카사바 품종의 선택은 큰 영향을 미칩니다. 특히, 아밀로스 함량이 높은 카사바는 점도가 높은 체액을 생성하고 매우 필요한 체액 손실 제어 기능을 제공합니다.

나는 우리 고객 중 한 명이 계속 부풀어 오르고 유정을 막히게 하는 성가신 점토와 씨름하고 있던 상황을 기억합니다.

드릴링 작업을 원활하게 진행하려면 유체 흐름을 확인해야 하지만 시중에 나와 있는 가혹한 화학 희석제가 너무 많아 까다로운 상황이 될 수 있습니다.

그러나 특정 카사바 전분 분말이 효과를 발휘했습니다.

• 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 구아검, 전분:

카르복시메틸 셀룰로오스, 구아 검 및 특정 전분의 조합은 석유/가스 굴착 머드 성능에 대한 모든 조건을 확인하는 탁월한 다각적 솔루션을 제공합니다.

화학적 강화 석유 회수(cEOR)를 위한 천연 폴리머

석유 생산에 관해 이야기할 때 1차, 2차, 3차 회수 방법이 있습니다.

그러나 여기서 우리가 집중할 것은 화학물질인 cEOR(Enhanced Oil Recovery)이며, 줄여서 EOR이라고도 합니다.

저수지의 초기 흐름을 활용한 후에는 추가 전략이 필요하며, 여기서 이 3차 기술이 사용됩니다.

이러한 화학적 EOR 기술 중 하나는 폴리머 플러딩(Polymer Flooding)으로, 최근 사우디 아람코(Saudi Aramco), 엑손모빌(Exxonmobil)과 같은 대기업에서 널리 사용하고 있습니다.

이는 본질적으로 아래와 같이 초기 회수 방법으로는 얻을 수 없었던 남은 원유를 얻기 위해 유정에 특수 유체를 주입하는 것과 관련됩니다.

EOR 및 지속 가능한 대안의 과제

원리는 충분히 간단하지만, 화학적 EOR은 실질적인 장애물을 제시합니다.

큰 것? 비용. 리소스 집약적입니다. 게다가 유가는 크게 변동하며 때로는 기존 폴리머가 예산이 부족할 때도 있습니다.

이러한 전통적인 합성 폴리머는 장점이 있지만 염분이 많거나 뜨거운 저장소를 얻을 때 어려움을 겪습니다.

이러한 도전적인 환경은 그들을 무너뜨릴 뿐입니다.

흥미로운 점은 수십 년 동안 기업들이 폴리머와 계면활성제 화학을 완성하기 위해 수십억 달러를 투자했다는 것입니다. 그러나 이제 과학자들은 자연적으로 발생하는 물질을 깊이 파고들고 있습니다.

그들의 장점은?

환경에 대한 부담이 적고 지속 가능하며 거친 환경에서도 효과적으로 작동하는 경우가 많습니다.

그리고 종종 훨씬 저렴합니다. 미친 것 같죠?

이 변화는 이제 막 시작되었습니다. 연구가 어떻게 진행되고 있는지 자세히 살펴보겠습니다.

• 솜껌:

기후와 조건이 믿을 수 없을 정도로 까다로운 중동과 같은 곳의 연구가 쉽게 이용할 수 있는 천연 자원을 사용하여 새로운 접근 방식을 개척하고 있다는 것은 나에게 매우 흥미로운 일입니다.

식물에서 추출한 목화껌 고시피움 허브 파키스탄과 다른 곳에서 발견되는 셀룰로오스 폴리머는 다른 셀룰로오스 폴리머와 유사한 장점을 제공합니다. 그러나 그들은 또한 염분 저장소에 대한 저항력이 더 강하다는 것과 함께 추가적인 독특한 특성을 가지고 있습니다.

• 솝넛:

솝넛나무의 견과류는 계면활성제 역할을 할 수 있는 자연 발생 사포닌을 제공합니다.

연구에 따르면 쉽게 구할 수 있는 이 식물 추출물과 구아검을 결합하면 오일 회수율을 높일 수 있는 것으로 나타났습니다.

합성 대체재에 비해 관리해야 할 폐기물이 적고, 환경에 미치는 영향이 적으며, 저장소가 손상될 위험이 잠재적으로 적습니다.

• 날짜 구덩이:

데이트 피트는 굴착 유체 제조에 환상적일 뿐만 아니라 "이동성 조절제"로도 빛을 발합니다.

추출 과정에서 사용되는 물을 걸쭉하게 만드는 독특한 특성을 가지고 있습니다.

내가 그걸 좋아하는 게 뭔지 알아?

대추야자 구덩이를 갈아서 물 속의 수산화나트륨(NaOH)과 섞기만 하면 됩니다. 그러면 주입된 물이 기름 매장지가 풍부한 지역을 우회하는 경향을 줄여 기름 회수율을 향상시킬 수 있는 저렴한 솔루션이 있습니다.

• Dates의 바이오 계면활성제:

날짜에 관해서는 구덩이에만 국한되지 않습니다.

폐당밀을 이용해 바이오계면활성제 화합물을 만들 수 있다고 하면 어떨까요?

매혹적인 미생물의 세계는 우리가 전혀 가치가 없다고 생각했던 일반적인 폐기물을 “바이오 계면활성제”와 같은 가치 있는 제품으로 변화시킬 수 있습니다.

이는 기존의 화학적 계면활성제와 매우 유사하게 작용하여 저장소의 표면 장력을 낮추어 오일이 훨씬 더 효율적으로 빠져나가게 합니다.

무해한 박테리아 종인 "Bacillus subtilis"를 대상으로 진행되는 최근 연구는 최적화된 비용으로 매우 높은 회수율을 제공하기 때문에 매우 매력적이라고 ​​생각합니다.

이는 세심한 주의를 기울여야 할 사항입니다. 이는 사물이 얼마나 상호 연결되어 있는지를 강조합니다.

여러분은 이러한 화학 반응을 완전히 별개의 것으로 보고 있지 않습니다.

천연 폴리머를 이용한 석유 및 가스의 적합성 제어

당신은 우물에 엄청난 노력을 기울였지만 물이 너무 많이 올라오고 있음을 발견했습니다.

이는 단순한 생산 문제 그 이상입니다. 과잉 물에 대한 화학적 처리가 항상 실행 가능하거나 비용 효과적인 것은 아닙니다. 바로 이때 우리가 적합성 제어를 활용합니다.

더 나쁜 것은 무엇입니까?

과도한 물은 악몽 같은 부식 문제를 일으킬 수 있습니다. 이로 인해 파이프라인, 케이싱 등 인프라가 파손될 수 있으며, 생산 속도를 저하시킬 수 있는 스케일 형성 문제도 발생합니다.

과거에는 기업들이 비용이 많이 들 수 있는 대규모 수처리 플랜트 건설에 전념했습니다.

그러나 수년간의 학문적 연구를 통해 얻은 결과는 다음과 같습니다. 자연 유래 물질은 이러한 문제를 해결하고 석유 산업의 지속 가능성을 향상시키기 위한 적합성 제어 조치를 개선할 수 있습니다. 자세히 살펴보겠습니다.

• 폴리머 젤:

물과 가스를 차단하는 데 사용되는 주요 방법 중 하나는 특수 "젤"을 사용하는 것입니다.

우리가 전략적으로 주입하는 연결 물질처럼 생각해보세요.

이 젤은 공극과 원치 않는 경로를 채워 물이나 가스가 유정으로 돌아가는 지름길을 막고 저수지에서 원하는 생산 경로를 통해 이동하도록 합니다.

• 대추야자 강화 하이드로겔:

연결 재료 설정 방법을 "조정"하기 위해 날짜 피트를 얻을 수 있다고 말하면 어떻게 말하시겠습니까?

천연 대추야자 구덩이 분말을 일반적으로 사용되는 폴리머(종종 하이드로겔 형태)에 혼합하면 성능이 크게 향상되는 것으로 나타났습니다.

가스 차단:

이 연구가 물에만 국한되지 않는다는 점은 흥미롭습니다. 일부 연구자들은 생산 시 과도한 가스 문제를 해결하기 위해 새로운 접근 방식을 취하고 있습니다.

어떻게 해야 하나요? 석유/가스 운영자는 Date Pit/Polysulfone 복합재를 활용하여 가스 흐름을 제어할 수 있습니다. 폴리설폰은 극한의 온도와 압력에서 강력하고 견고하며 우수한 필터를 만드는 것으로 알려져 있습니다.

미세하게 분쇄된 대추야자 가루를 폴리술폰과 혼합하면 지속 가능한 가스 차단 필터를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 표준 재료에 비해 효율성도 크게 향상됩니다.

이는 합성 화학 물질에 대한 의존도를 낮춤으로써 우리가 더 나은 환경 관리인이 되는 데 도움이 됩니다.

그것이 제 눈길을 끌었습니다. 자연을 통해 가장 지속 가능한 방식으로 운영을 최적화할 수 있는 석유 및 가스 산업에는 엄청난 잠재력이 있다는 것입니다.

결론

흥미로운 점은 수년 동안 석유 및 가스 산업 응용 분야를 위한 천연 폴리머가 "대체" 접근 방식처럼 보였다는 것입니다.

광범위한 작동 조건에서 전통적인 기존 방법의 단점을 본 사람으로서 저는 이 방법이 단지 가지고 있으면 좋은 것 이상으로 변하고 있다고 믿습니다.

이는 석유 산업의 장기적인 성공과 지속 가능성에 매우 중요할 것입니다.

나는 왜 그 예측을 그토록 확신하는가?

간단히 말해 환경을 보호하고 지속 가능성을 높이는 것뿐만 아니라 이러한 천연 고분자 소재는 많은 경우 표준 합성 옵션보다 성능이 뛰어난 경우가 많습니다.

Zeoturb와 같은 바이오폴리머가 석유/가스 운영을 최적화하는 데 어떻게 도움이 되는지 자세히 알고 싶으십니까?

Genesis Water Technologies, Inc.의 수처리 및 폐수 처리 전문가 (1-321-280-2742)에게 문의하거나 다음 주소로 이메일을 통해 문의하십시오. customersupport@genesiswatertech.com 특정 응용 프로그램을 논의하기 위해이온.