سلفون الأسفلت
سلفون الأسفلت
سلفون الأسفلت عبارة عن مادة مضافة خاصة لسوائل الحفر معروفة بشعبيتها وقدرتها على تحمل التكاليف باعتبارها مثبتًا ومثبطًا للصخر الزيتي عالي الأداء. يتم إنتاجه من خلال عملية الكبريت المتخصصة التي توفر خصائص مثل القابلية للذوبان في الماء، والتشحيم، والتحكم في الترشيح، وتثبيط البنتونيت. تُستخدم هذه المادة المضافة متعددة الاستخدامات على نطاق واسع في تطبيقات التنقيب عن النفط.
ما هو الأسفلت المسلفن؟
إسفلت سلفون الصوديوم هو مادة مضافة تستخدم للتحكم في الصخر الزيتي في عمليات الحفر. والغرض منه هو منع التورم وتكسير الصخور الناتجة عن التحلل المائي. بالإضافة إلى ذلك، يعمل أسفلت السلفون كمادة مضافة للتدوير المفقود، مما يحجب بشكل فعال المناطق التي يتم فقدان سائل الحفر فيها. وهذا يمنع الفقدان الكامل لسائل الحفر في تكوين الحفر ويضمن الدوران المستمر من أسفل ثقب الحفر إلى الأعلى.
لإغلاق هذه المناطق، يمكن أن تشتمل عوامل الأسفلت المسلفنة على مواد كيميائية غير عضوية أو مخاليط أسمنتية تحتوي على السيليكات وأكاسيد المعادن والحجر الجيري. تعمل هذه المواد على سد المنطقة بشكل فعال وتمنع المزيد من فقدان سائل الحفر.
سلفونات الأسفلت عبارة عن منتج سلفونات الصوديوم القابل للذوبان في الماء والذي تم إنشاؤه من خلال عملية سلفنة متميزة. إنه يعمل كمنعم للطين متعدد الاستخدامات ويوفر فوائد عديدة مثل تثبيت تكوينات الصخر الزيتي وزيادة التشحيم وتقليل فقد السوائل ذات الضغط العالي في درجات الحرارة العالية (HTHP) وتحسين خصائص كعكة الترشيح في سوائل الحفر القائمة على النفط ويوفر الماء. يمكن خلط هذه المادة المضافة بسهولة مع معظم الزهور ذات الأساس المائي والزيتي والصناعي.
يتوفر نوعان من إضافات الأسفلت المسلفنة: العادية والمعززة بالبوتاسيوم. المضافات الإسفلتية سلفون البوتاسيوم عبارة عن ملح بوتاسيوم خاص لإسفلت السلفون. إلى جانب امتلاكه نفس الخصائص الفريدة التي تتمتع بها المواد المضافة التقليدية، فإنه يوفر أيضًا أيونات البوتاسيوم القابلة للذوبان في الماء بمعدل 400 جزء في المليون/رطل تقريبًا من المنتج المحمول في نظام الزهور.
هذه الميزة مفيدة بشكل خاص في المناطق التي تتطلب إجراءً محددًا للبوتاسيوم لتقليل تورم الطين الناتج عن الماء بشكل فعال.يعتبر الأسفلت من المواد المضافة المشهورة والمستخدمة في مجال سوائل الحفر، والتي تشتهر بخصائصها الاستثنائية. تتجلى هذه المادة الرائعة، التي يتم الحصول عليها من الأسفلت النفطي، في شكل قطع بنية اللون سهلة الكسر أو مسحوق سائل. بكثافة تبلغ 0.98 جم/سم3، فإنه يتمتع بقدرة فريدة على الذوبان جزئيًا في الماء والزيت، مما يجعله خيارًا متعدد الاستخدامات لمجموعة واسعة من تطبيقات سوائل الحفر.
يستخدم الأسفلت المسلفن في المقام الأول في صناعة البترول كعنصر حاسم في عمليات الحفر القائمة على النفط والمياه. تؤدي هذه المادة متعددة الاستخدامات العديد من الوظائف المهمة في سوائل الحفر:
• يعمل كمثبط للصخر الطيني، ويقوي جدران الآبار ويمنعها من التكسير. بالإضافة إلى ذلك، فإنه يسهل الختم السريع للشقوق.
• الأسفلت المسلفن يقلل بشكل فعال من فقدان الماء تحت الضغط العالي وظروف التسخين الشديدة.
• يزيد من مداهنة المحلول، مما يؤدي إلى الحصول على كعكة مرشح أقل لزوجة.
• بالإضافة إلى ذلك، فهو يسمح بإنشاء حلول عالية الجودة دون الحاجة إلى مستحلبات إضافية.
المعلومات التقنية المتقدمة من الأسفلت السلفون:
– المحتوى القابل للذوبان في الماء: ≥90.0%
– المحتوى القابل للذوبان في الزيت: ≥18.0%
– معدل تقليل فقدان السوائل عند درجة الحرارة العالية والضغط العالي: ≥40.0%
– نطاق الرقم الهيدروجيني: 8-10
– محتوى الرطوبة: .010.0%
فوائد إضافية للجيلسونايت سلفونات
على مدار أكثر من 52 عامًا، حققت الكيمياء الفريدة لإضافات الجيلسونيت المسلفنة باستمرار نتائج استثنائية في مجموعة متنوعة من سوائل الحفر. ولهذه الإضافات فوائد عديدة، منها:
تثبيت هياكل الصخر الزيتي: تعمل إضافات الجيلسونيت المسلفنة على تثبيت طبقة الصخر الزيتي بشكل فعال وتضمن عملية حفر أكثر أمانًا.
تقليل عزم الدوران ومنع التشويش: من خلال الجمع بين هذه الإضافات، يتم تقليل خطر عزم الدوران والتشويش بشكل كبير، مما يؤدي إلى عمليات حفر أكثر سلاسة.
الزيت البديل: يمكن أن تكون إضافات جيلسونيت سلفونات بمثابة بديل للزيوت المختلفة بما في ذلك النفط الخام وزيوت المحركات المستعملة وزيت الديزل.
تقليل التمدد الصلب لقم الثقب: تقلل هذه الإضافات بشكل فعال من تمدد لقم الثقب وتزيد من كفاءة الحفر.
إنتاج كعك الطين الرقيق والقوي: تساعد إضافات جيلسونيت سلفونات على إنتاج كعك طين رقيق ولكنه متين يساعد في الحفاظ على سلامته.
التفاعل مع الصخر الزيتي لمنع الهبوط والتورم: تتفاعل المواد المضافة مع تكوينات الصخر الزيتي لمنع أو إيقاف الهبوط والتورم بشكل فعال، مما يضمن بيئة حفر مستقرة.
تقليل فقدان السوائل في درجات الحرارة المرتفعة والضغط العالي (HTHP): تتمتع إضافات جيلسونيت المسلفنة بسجل حافل في تقليل فقدان السوائل في درجات الحرارة المرتفعة وظروف الضغط العالي. تشهد العديد من التواريخ على فعاليتها.
إنتاج قوالب ترشيح رفيعة قابلة للضغط: تعمل هذه الإضافات على تسهيل إنتاج قوالب ترشيح رفيعة قابلة للضغط، والتي تعد ضرورية لعمليات الحفر الفعالة.
زيادة التشحيم بشكل ملحوظ: تعمل إضافات الجيلسونيت المسلفنة، سواء تم استخدامها بمفردها أو مع كميات صغيرة من الزيوت أو الزيوت الاصطناعية أو الجليكول، على زيادة التشحيم بشكل كبير وتقليل الاحتكاك وتحسين أداء الحفر للتسامح
يمنع أنبوب الحفر من الالتصاق.
إنه يُظهر ثباتًا ممتازًا في درجة الحرارة ويفتقر إلى البقعة الناعمة الموجودة عادة في الخلطات الإسفلتية غير المتفاعلة.
إنه يحتوي على الحد الأدنى من الفلورسنت ويمكن اكتشافه بسهولة، مما يسمح بتسجيل البئر والتحليل الأساسي دون عائق.
لا يترك أي بقع زيتية أو لمعان أو قوس قزح على الماء في المواقع البحرية.
أنها لا تحتاج إلى مستحلب للخلط السليم
لا حاجة لتجاوز معدات التحكم في المواد الصلبة أثناء عملية الخلط.
فهو يقلل من التبلور عند درجة حرارة عالية ويثبت خصائص الطين.
الجرعة الموصى بها: 1.4%
رمز النظام المنسق للإسفلت المسلفن
رمز النظام المنسق (HS) هو نظام قياسي دولي يستخدم لتصنيف المنتجات المتداولة. ويتميز برمز مكون من ستة أرقام يتم تطبيقه بناءً على تكوين كل عنصر والغرض منه وطبيعته. تستخدم سلطات الجمارك في جميع أنحاء العالم هذا الرمز لتحديد القيود واللوائح والتعريفات ذات الصلة عند تداول منتج معين مثل الأسفلت المسلفن.
يختلف رمز النظام المنسق للإسفلت المسلفن حسب الشكل المحدد له، مثل السائل أو المسحوق أو أي شكل آخر. كما ذكرنا سابقًا، فإن رمز النظام المنسق التقريبي الذي يتضمن الخلائط البيتومينية القائمة على الإسفلت الطبيعي والبيتومين الطبيعي، وبالتالي من المحتمل أن يشتمل على الأسفلت المسلفن، هو 2715.00.
بالطبع، قد يختلف رمز النظام المنسق الدقيق وفقًا لبلد الوجهة ولوائحه، لذا يوصى بشدة باستشارة السلطات الجمركية المختصة أو الاستعانة بمساعدة الخبراء للتأكد من رمز النظام المنسق الدقيق لتجارة الأسفلت المسلفن في تجارة معينة. سياق
كيفية استخدام الأسفلت السلفون؟
عادة ما يتم تطبيق الأسفلت المسلفن على الجيلسونيت عن طريق خلط المادتين معًا بنسبة محددة، اعتمادًا على التطبيق المقصود وعوامل الأداء. يمكن إجراء عملية الخلط باستخدام مجموعة متنوعة من المعدات مثل الخلاطات عالية القص أو المتجانسات.
في بعض الحالات، يمكن أيضًا إضافة الأسفلت المسلفن إلى الوحدة أثناء عملية الاستخلاص، قبل تكرير الوحدة إلى المنتج النهائي. يمكن أن يساعد ذلك في تحسين قابلية ذوبان الماء وتشتيت الأسفلت منذ البداية.
السلفون الإسفلتي هو مادة مستحلبة بالكامل في الماء، بينما يميل الجيلسونيت إلى البقاء على السطح.
التعبئة والتغليف والشحن
يتم تعبئة الأسفلت المسلفن بكميات 25 كجم أو 50 لتر ويتم تعبئته بشكل آمن في كيس ورقي مركب 4 في 1 بغطاء بلاستيكي. من المهم جدًا التأكد من بقاء الكيس سليمًا أثناء التخزين والنقل، حيث أن المنتج قابل للذوبان في الماء.
عندما يتم خلط الأسفلت المسلفن مع الوحدة، يمكن استخدام المنتج الناتج في مجموعة متنوعة من التطبيقات مثل مستحلبات الأسفلت، وسوائل الحفر، والطلاءات، ومانعات التسرب، اعتمادًا على الخصائص المحددة ومتطلبات الأداء للمنتج النهائي.
بالنسبة لتطبيقات سلفون الأسفلت، فإنه عادة ما يتم إضافته كمضاف أو مادة مضافة أثناء مرحلة الخلط في التطبيق. سيختلف التطبيق الدقيق والجرعة اعتمادًا على الاستخدام المحدد والخصائص النهائية المطلوبة للمنتج. يوصى باستشارة خبير لتحديد الجرعة المناسبة وطريقة التطبيق لمشروعك المحدد.
استخدام الأسفلت سلفون الصوديوم
يستخدم أسفلت سلفون الصوديوم على نطاق واسع كمادة مضافة في سوائل حفر آبار النفط والغاز. يعمل كمادة خافضة للتوتر السطحي ويساعد على تقليل الضغط السطحي لسائل الحفر. تساعد هذه الخاصية على تحريك السائل بكفاءة عبر حفرة البئر وتساعد على منع تراكم الغاز والملوثات الأخرى. كما يستخدم سلفون الصوديوم الأسفلت كعامل استحلاب في إنتاج مستحلب الأسفلت. يتم استخدامه لجعل الخليط الأسفلتي أكثر صلابة ومقاومة لاختراق الماء. بالإضافة إلى ذلك، يتم استخدامه في تركيب مواد التنظيف والدهانات والمنتجات الصناعية الأخرى.
تطبيق جيلسونايت في الأسفلت المسلفن
الجيلسونايت أو يوينتيت هو هيدروكربون طبيعي أسود ولامع يمكن استخدامه كمادة مضافة لتعديل وتقوية الأسفلت. عند إضافة Uintite إلى أسفلت السلفون، فإنه يوفر فوائد عديدة، بما في ذلك زيادة الثبات، وزيادة القوة، ومقاومة أفضل للظروف الجوية القاسية. يعمل الأسفلت أو الوحدة كعامل تقوية ويضيف إلى قوة ومتانة الأسفلت. كما تساهم نقطة الانصهار العالية لليونيتيت في استقراره وزيادة مقاومته للتشوه عند درجات الحرارة المرتفعة.
بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية، يزيد Uintite أيضًا من الخواص الكيميائية للإسفلت المسلفن. يزيد وجود الأسفلت من الثبات الكيميائي العام لإسفلت الرصيف ويقلل من حساسيته للتفاعلات الكيميائية والتحلل. وهذا يساعد على إطالة عمر الأسفلت ويقلل من الحاجة إلى الصيانة المكلفة.
بالإضافة إلى الخصائص الفيزيائية، يزيد Uintite أيضًا من الخواص الكيميائية للإسفلت المسلفن. يزيد وجود الأسفلت من الثبات الكيميائي العام لإسفلت الرصيف ويقلل من حساسيته للتفاعلات الكيميائية والتحلل. وهذا يساعد على إطالة عمر الأسفلت ويقلل من الحاجة إلى الصيانة باهظة الثمن.
المعلومات الفنية من الأسفلت المسلفن
يعتبر سلفون الأسفلت مكونًا أساسيًا في التحكم في الخسائر والمساعدة في عمليات الحفر الناجحة في صناعة النفط والغاز. يمكن أن تختلف خصائص هذا الأسفلت وفقًا لمتطلبات الصياغة والتطبيق. ومع ذلك، فيما يلي بعض الميزات النموذجية لهذه المادة:
التركيب الكيميائي
يُشتق الأسفلت المسلفن بشكل طبيعي من الزيت الخام الإسفلتي الذي يتم معالجته بحمض الكبريتيك لتكوين منتج مُسلفن. تتكون هويته الكيميائية بشكل رئيسي من خليط من المكونات العضوية مع مجموعات حمض السلفونات
مظهر
سلفون الأسفلت هو سائل لزج بني داكن إلى أسود. وعادة ما يكون لونه بني غامق إلى أسود، أو سائل لزج أو مادة شبه صلبة.
التطبيقات
يتم استخدام سلفون الأسفلت في تطبيقات مختلفة، بما في ذلك الموزع والمستحلب في منتجات الأسفلت والقار، وكعامل ترطيب وخافض للتوتر السطحي في الحفر.
الخصائص الوظيفية
فيما يتعلق بتقليل فقدان السوائل أثناء الحفر، فإن زيادة الحالة المستقرة لسائل الحفر ومعالجة اللزوجة يعد أمرًا ممتازًا.
الذوبان
الرصف الإسفلتي المسلفن قابل للذوبان في الماء والمذيبات القطبية.
pH
عادة ما يكون الرقم الهيدروجيني لإسفلت الصوديوم المسلفن في حدود 8 إلى 10.
محتوى السلفونات
يمكن أن يختلف محتوى سلفونات الأسفلت بشكل كبير اعتمادًا على الدرجة والشركة المصنعة، ولكنه عادةً ما يتراوح بين 5% إلى 30%.
اللزوجة
يمكن أن تختلف كثافة الأسفلت أيضًا اعتمادًا على الدرجة ودرجة الحرارة، ولكنها يمكن أن تتراوح عادةً من 100 إلى 500 سنتي ستوك عند 25 درجة مئوية.
الوزن الجزيئي
يتراوح الوزن الجزيئي لإسفلت السلفون من عدة آلاف إلى عدة مئات الآلاف من الجرام لكل مول.
مادة مضافة لطين حفر الأسفلت المسلف
السيلوفان الأسفلت هو نوع من إضافات الطين التي تنشأ من الوحدة الطبيعية. وهو عبارة عن منتج مسحوق يضاف عادة إلى طين الحفر أثناء عمليات حفر النفط والغاز لزيادة كفاءة وفعالية عملية الحفر.
تتضمن عملية الكبريت المستخدمة لتطوير مادة طين الحفر معالجة الإيفانيت بحمض الكبريتيك. ونتيجة لهذا التفاعل، يحتوي المنتج القابل للذوبان في الماء على تركيز عالٍ من المجموعات الوظيفية مثل حمض السلفونيك ومجموعات حمض الكربوكسيل.
إن إضافة سلفون اليونيتيت إلى طين الحفر له مزايا عديدة. يمكن للمجموعات الوظيفية في هذه الصيغة الكيميائية أن تساعد في تقليل احتمالية تكوين الحمأة الهيدروكربونية التي يمكن أن تلحق الضرر بالمعدات وتبطئ عملية الحفر. يمكن لهذا المنتج أيضًا أن يزيد من التشحيم والثبات لطين الحفر، وبالتالي تقليل الاحتكاك وجعل عملية الحفر أكثر كفاءة.
بالإضافة إلى ذلك، يعد هذا المنتج بمثابة مثبت كعكة الترشيح الذي يمكن أن يساعد في تقليل نفاذية جدران البئر وتوفير حاجز ضد تسرب السوائل أو الغازات غير المرغوب فيها. يمكن أن يقلل أيضًا من خطر الالتصاق التفاضلي، حيث يعلق أنبوب الحفر في حفرة البئر. وتؤدي هذه الفوائد في النهاية إلى توفير التكاليف وتحسين عمليات الحفر.
معالجة الجيلسونايت إلى إسفلت وكريات مسلفنة
يمكن تحويل الجيلسونايت إلى إسفلت وكريات مسلفنة بطرق مختلفة. هناك عمليتان شائعتان هما عملية السلفنة وعملية التكوير.
عملية السلفنة: تتضمن هذه العملية معالجة يوينتيت بحمض الكبريتيك لتكوين السلفونات. خلال هذه العملية، يتم أولاً سحق الوحدة وتحويلها إلى مسحوق.
يتم بعد ذلك خلط المسحوق مع حمض الكبريتيك المركز في وعاء تفاعل ساخن، عادة عند درجة حرارة وضغط مرتفعين.
يتفاعل حمض الكبريتيك مع الهيدروكربونات الموجودة في الوحدة ويشكل مجموعات حمض السلفونيك التي تحل محل بعض الهيدروجين في الأسفلت. يتمتع الأسفلت المسلفن الذي تم الحصول عليه بخصائص أداء أفضل مثل التصاق أفضل ومقاومة للماء.
عملية التحبيب:
في هذه الطريقة، يتم تحويل الوحدة إلى كريات مدمجة يسهل التعامل معها. تبدأ هذه العملية بسحق الجيلسونيت إلى مسحوق ناعم. يتم بعد ذلك خلط المسحوق في غرفة خلط عالية السرعة باستخدام مادة رابطة، عادة ما تكون عبارة عن بوليمر لدن بالحرارة. يتم بعد ذلك بثق الخليط من خلال قالب لإنتاج كريات أسطوانية مضغوطة مناسبة للتخزين والنقل والتطبيق.
تعمل كل من عمليتي الكبريتة والتكوير على تحسين خصائص أداء الوحدة وزيادة قيمتها وتعدد استخداماتها بشكل كبير. يمكن استخدام كريات الأسفلت والسلفونات الناتجة بطرق مختلفة، بما في ذلك كمادة مضافة لرصف الأسفلت والأسقف، في صناعة الدهانات والطلاءات، أو حتى كمادة مضافة في طين الحفر لآبار النفط والغاز.
بشكل عام، تزيد عمليات السلفنة والتكوير بشكل كبير من قيمة وتعدد استخدامات Uintite، مما يسمح باستخدامها في مجموعة متنوعة من التطبيقات، بما في ذلك الإسفلت المسلفن والكريات. في حين أن كل عملية فريدة من نوعها، إلا أن كلاهما يؤدي إلى الأسفلت بخصائص أداء محسنة تجعله عنصرًا أساسيًا في العديد من الصناعات.
خاتمة
توفر إضافة الجيلسونايت إلى الأسفلت المسلفن مجموعة واسعة من الفوائد. من تحسين الاستقرار والقوة إلى زيادة المقاومة للظروف الجوية القاسية، يعد استخدام Unitite في أسفلت السلفون طريقة عملية وفعالة من حيث التكلفة لتحسين جودة الأسفلت وطول العمر. وعلى هذا النحو، فقد أصبح خيارًا شائعًا بشكل متزايد لمنشئي الطرق والصناعات ومطوري البنية التحتية الآخرين حول العالم.