الدروس المستفادة من تصميم وتشغيل وحدات الكبريت في حقول النفط

محور محاضرة نظّمت ضمن فعالية "حديث الثلاثاء" الأسبوعية

• التشغيل المستقر لوحدات الكبريت مهم للغاية فالإغلاق الطارئ يوقف العمليات ويؤدي لخسائر كبيرة
• يتم إنتاج نحو 200 طن من الكبريت المنصهر يومياً ويضخ في حفرة التصدير التي تتحمل إنتاج 7 أيام
• على الشركات أن تشرك مهندسيها الأكفاء منذ بداية منح الإذن بتصميم وحدات الكبريت

تسعى شركة نفط الكويت بشكل دائم إلى تعميم الفائدة على جميع العاملين فيها، ولذلك أنشأت عدة روافد وأدوات لخدمة هذا المسعى، من بينها "حديث الثلاثاء" الذي يمثل فعالية أسبوعية يُطرح خلالها في كل مرة موضوع مهم عن طريق أحد المتخصصين، حيث يناقش الأمر الذي يتطرق إليه خلال الفعالية من الناحية المهنية، ويتولى الشرح والتوضيح لجمهور من المهتمين في مختلف إدارات الشركة.

وفي حين يقوم فريق عمل التأكد من الجودة وتطوير العمل بتنسيق هذه الفعالية كل يوم ثلاثاء على مدى العام، فإن مجلة "الكويتي" تقف في صفوف المهتمين بالموضوعات التي تناقشها، وتواظب على متابعة ما يطرح خلالها، حيث اعتادت من وقت لآخر أن تسلط الضوء على مضامين ما يتم عرضه وبحثه فيها، وذلك من أجل إيصال المعلومات المفيدة إلى أوسع شريحة ممكنة.

في هذا العدد، ننقل مضمون المحاضرة التي قدمها مهندس التصنيع جي وان بارك من فريق عمل عمليات وصيانة وحدة الإنتاج المبكر، وتطرق فيها إلى الدروس المستفادة من تصميم وتشغيل وحدات الكبريت في حقول النفط.  

عملية مهمة

تحدث بارك عن أهمية أخذ القضايا البيئية والتشغيلية والفنية بعين الاعتبار عند تصميم وحدات استخلاص الكبريت في حقول إنتاج النفط، كما قدم عرضاً تفصيلياً أورد فيه العديد من التوصيات والملاحظات الخاصة بوحدات استخلاص الكبريت.

وأضاف أن هناك، في الوقت الحالي، العديد من وحدات استخلاص الكبريت قيد التشغيل، أو في مرحلة ما قبل التشغيل في حقول النفط بشمال الكويت، وتحديداً في الحقول الجوراسية، لافتاً إلى أن أي إغلاق طارئ لوحدات الكبريت في المنطقة سيترتب عليه توقف الكثير من العمليات ذات الصلة، مع ما يعنيه ذلك من خسائر كبيرة، ومن هنا فإن عملية التشغيل المستقر لوحدات الكبريت تبدو في غاية الأهمية.

معايير عديدة

وأكد بارك أن هناك العديد من المعايير والآراء ذات الصلة بعمليات التشغيل والتصميم المطلوبة، بهدف تلبية الحدّ التصميمي لانبعاثات ثاني أكسيد الكبريتيد من هذه الوحدات، مشيراً إلى أن هذه المعايير ضرورية أيضاً كي يتم الوصول إلى وضع تشغيلي مستقر للوحدات يمكن الاعتماد عليه، ومن بين المعايير المشار إليها:

الجانب البيئي والمسائل المتعلقة بالقدرات والتصدير

قال بارك إنه ينبغي، في هذا الجانب، أن يكون هناك تحليل دقيق لمكونات عملية التغذية واعتماد آبار نموذجية لأخذ العينات، كما لا بد من اختيار نوع مركّب "أمين - Amine" الأفضل، ومواصفات المنتج، والتكلفة الرِأسمالية للوحدة، ومراجعة كل المسائل الاقتصادية الخاصة بها بصورة دقيقة، وتجديد الوحدة الموجودة من خلال إشباعها بالأكسجين، موضحاً أن ثمة ضرورة لتقليص الانبعاثات في مداخن الفرن (المحرقة) من خلال إعادة تدوير بخار حفرة الكبريت، وتحسين تصميم المرافق في حقول النفط.

وفيما يخص عمليات تصدير المنتج النهائي، ذكر بارك أنه يتم إنتاج ما يقارب 200 طن من الكبريت المنصهر يومياً، ويضخ في حفرة التصدير التي تتحمل إنتاج 7 أيام (أي ما يقارب 1400 طن)، لافتاً إلى أن العملية النهائية للتصدير تشمل سحب الكبريت المنصهر من حفرة الإنتاج عن طريق شاحنات خاصة (6-8 شاحنات يومياً) تحافظ على حرارة وكفاءة المنتج، والذي يتم إيصاله إلى شركة البترول الوطنية الكويتية في ميناء الأحمدي، بينما يقوم الفريق المختص بالتنسيق مع "البترول الوطنية" للتأكد من جودة وكمية المنتج النهائي.

الاعتمادية

وأوضح أنه يجب مراقبة التآكل من أجل الحفاظ على جودة (مرجل مياه التغذية – Boiler Feed Water)، والحيلولة دون حدوث تآكل حمضي، مشيراً إلى أنه في السابق تم إغلاق وحدة استخلاص الكبريت بسبب حدوث تسرب في مرجل الحرارة المفقودة ومكثفات الكبريت، فيما لوحظ أن هناك تآكلاً في جانبي مرجل مياه التغذية.

كما أكد على أن هناك حاجة للاستفادة من مراجل إعادة التسخين غير المباشر التي يتم تسخينها بالبخار، في مقابل الحرّاقات المتوازية (المصفوفة) التي تعمل بغاز الوقود، وتطبيق نوع جديد من أنظمة تتبع الحرارة على أنابيب الكبريت السائل، مضيفاً أنه لا بد أيضاً من العمل على توفير التصميم السليم والاختبار المسبق، لتجنب توصيل الأنابيب أثناء التشغيل، واختيار نوع المنتج الكبريتي المناسب، والحيلولة دون حدوث تضرر حراري ناجم عن ارتفاع درجة الحرارة.

تقدير دقيق

وذكر أن عملية التقدير الدقيق في منشآت الإنتاج بحقول النفط ليست سهلة أو بسيطة، موضحاً أن هناك الكثير من الحقول التي لا تزال قيد التطوير، بينما تم إغلاق بعض الآبار، وهذا يعني أن مكونات التغذية يمكن أن تتغير بصورة كبيرة، شأنها في ذلك شأن معدلات التغذية.

وعلاوة على ذلك، فإن خصائص الآبار نفسها تميل إلى التعديل مع مرور الوقت، وعليه فإن اتخاذ الإجراءات التالية يبدو أمراً في غاية الأهمية:

• تبنّي مسألة إيجاد آبار نموذجية لأخذ العينات، مع الأخذ في الاعتبار خطة الإنتاج طويلة الأمد، وخطة تطوير الآبار.
• فحص عينات من المنتجات النهائية المكرّرة في أجهزة فرز خاصة بالاختبار، وأجهزة فرز أخرى لمعدلات تدفق الغاز/السائل، ونسبة الغاز إلى النفط، وقطع المياه، وتركيبة ومواصفات كل تدفق وغير ذلك.
• مراجعة طريقة التحليل واختيار مورّدين مؤهلين لتنفيذ عمليات أخذ العينات والتحليل.
• استناداً إلى نتائج التحليل أعلاه، ينبغي إجراء عمليات محاكاة لعلاقة التدفقات الداخلة (العلاقة بين معدل التدفق والانخفاض التدريجي لضغط المكمن)، وانخفاض معدلات إنتاج المكمن بمرور الوقت.

إشراك الأكفاء

وأوضح أنه ينبغي على الشركات إشراك مهندسيها من ذوي الكفاءة والخبرة، منذ بداية منح الإذن بالتصميم لوحدات "أمين" والكبريت، لكي تظهر كل الاعتبارات التي سبقت الإشارة إليها في تصميم وحدات المعالجة.

وأشار إلى أن من النقاط المهمة أيضاً هامش تصميم الوحدة الذي يأخذ في اعتباره الاختلافات في التغذية، وتصميم حالة التشغيل البديلة، مثل حالة انخفاض الإنتاج.

وأضاف: غير أن الأمر الأكثر أهمية هو أن يتم بناء قاعدة بيانات شركة نفط الكويت متضمّنة كل الدروس المستفادة، وأي تحسينات أو تغييرات أخرى، مثل تصميم العملية ككل، وتسلسل الوحدات وطريقة بنائها، وإجراء اختبارات ما قبل التشغيل، واختبارات التشغيل الأولي، في سياق عملية التطوير أو التجديد، فمن خلال الالتزام بهذه الضوابط والمعايير، يمكننا تجنّب المشاكل المحتملة، والوصول إلى انطلاق أولي ناجح في عملية التشغيل الخاصة بوحدات الكبريت. 

وخلص بارك إلى القول إن ثمة عدداً من الإيجابيات والسلبيات التي تترتّب على تجديد وحدة استخلاص الكبريت القائمة من خلال إشباعها بالأكسجين، إذ يمكن أن يتقلّص هامش الأمان بسبب ارتفاع درجة الحرارة خلال عملية التشغيل، والذي ينجم أساساً عن احتراق التركيز العالي للأكسجين، ولذلك فإن إيلاء قضية ارتفاع الحرارة عند التشغيل الاهتمام الكافي أمر ضروري ومطلوب، ومن بين السلبيات الأخرى أيضاً ارتفاع تكلفة المرفق.