Ultralydsblandere til boring af mudder og pakkevæsker
Borevæske (boremudder) bruges til at hjælpe med boring af oliebrønde, naturgasbrønde, efterforskningsbrønde (wildcat-brønde) eller vandbrønde. Ultralydsreaktorer er en effektiv teknologi til blanding, dispergering, emulgering og afgasning af vandbaseret mudder (WBM, vandig), oliebaseret mudder (OBM, ikke-vandig) eller syntetisk baseret mudder (SBM).
Formuleringen og den ensartede kvalitet af boremudder er en nøglefaktor i nutidens boreoperationer. Muddersammensætningen og egenskaberne har indflydelse på brøndboringsstabiliteten, smøring, køling og borehastigheden. Selv små problemer med borevæsken kan stoppe hele boreoperationen. For stort tryk som følge af for tæt eller for tungt boremudder kan forårsage et betydeligt tab af cirkulation.
WBM'er er generelt lavet af ferskvand, havvand eller (mættet eller formiat) saltlage og naturlige ler og polymerer. OBM og SBM er invert-emulsionssystemer, der har en oliebase (diesel, mineralolie) eller syntetisk base (olefiner og paraffiner) som den kontinuerlige (eksterne) fase og saltlage som dispergering (intern) fase. Emulsionen skal være stabil nok til at modstå tilsætning af vandstrøm i borehullet. Mindre almindeligt end vand i olie (invertolieemulsionsmudder) er olie i vand (olieemulsionsmudder). Ultralydsemulgering fungerer for begge emulsionstyper og opnår god elektrisk stabilitet i den indre saltlage eller vandfase.
Hielscher ultralydsreaktorer er meget effektive og intense kavitationelle forskydningsblandere til produktionsbrug. Generelt bruges ultralydsreaktorerne inline til single-pass-behandling med høj gennemstrømning eller recirkuleret batchbehandling.
Du kan bruge ultralydsblanding til at
- Fremstilling af tilsætningsstoffer
- Forberedelse af masterbatches med høj koncentration
- Bland brugsklare borevæsker eller pakkevæsker
- Degas boremudder
- Udvikle og formulere bedre boremudder
MultiSonoReactor MSR-4 er en industriel inline homogenisator, der er velegnet til industriel produktion af boremudder. Sonikering bruges til dispersion og afgasning af borevæsker.
Fremstilling af tilsætningsstoffer til boremudder
Fremstillingen af kemikalier og tilsætningsstoffer, såsom flydende polymeropslæmninger, drager fordel af den høje behandlingskapacitet og fleksibilitet ved ultralydsforskydningsblanding. Ultralydsblanding frigør det fulde potentiale af tilsætningsstoffer, såsom viskosigatorer, filtratreduktion eller polymeradditiver. Ultralydskavitation fugter pulvere hurtigt og fuldstændigt under blanding af boremudder.
Til blanding af væske/væske-emulsioner forbedrer Hielscher MultiPhaseCavitator inline-blanding af to faser i den intense kavitationelle forskydningszone. For mere information om MultiPhaseCavitator, klik venligst her!
Ultralydsblanding forbedrer masseoverførslen ved grænselag eller partikler i væsker. Dette reducerer den tid, der er nødvendig for at tilberede saltlage eller mættede saltlage, f.eks. calciumchloridlage, calciumbromidsaltlage, zinkbromidsaltlage eller kalium- og cæsiumformiatsaltlage.
Masterbatches af ler eller additiver
Du kan bruge ultralydsforskydningsblanding til at lave master-batches med høj koncentration eller høj densitet (f.eks. af calciumcarbonat (kridt), deflokkulenter eller scavengers), før du tilføjer disse til den endelige boremudderformulering.
Produktion af borevæsker og pakkevæsker
Boremudderydelsen, såsom skiferstabilitet, viskositet, køling eller smøring, afhænger af mange faktorer. Ensartethed og ensartethed i kvalitet er af største vigtighed. Ultralydsforskydningsblanding er meget effektiv til fremstilling af ensartede partikelstørrelsesfordelinger og derfor bedre dispersion og emulsionsstabilitet. Dette forhindrer faseadskillelse eller bundfældning under opbevaring, transport eller mens du er i muddergravene.
I dag ændres specifikationerne for boremudder ofte. Hielscher ultralydsreaktorer er meget tilpasningsdygtige til ændringer i borevæskeformuleringen. Ved at skifte fra traditionel batchblanding til ultralyd inline-single-pass blanding, kan du lave forskellige boremuddertyper på den samme ultralydsmaskine. Dette er med til at reducere lager- og hyldeopbevaringstiden.
Dispersionen af konventionelt ler (f.eks. bentonit) og specialbehandlet organofile ler i væsker producerer meget tyktflydende, thixotrope eller forskydningsfortyndende geler og opslæmninger. Når den udsættes for høj ultralydsforskydning, falder viskositeten til en fritflydende tilstand. Dette letter spredning og håndtering. Af denne grund er sonikering meget effektiv til blanding af thixotrope og forskydningsfortyndende opslæmninger. Sonikering resulterer i en bedre spredning af bentonitpartiklerne / blodpladerne og forbedrede geleringsegenskaber. For mere information om ultralydsdispersion af bentonit, klik venligst her!
Ultralydsdispersion af bentonit (udført med ultralydsblander UIP2000hdT)
Reologiske modifikatorer, fortykningsmidler og stabilisatorer (f.eks. tandkød, glykol, carboxymethylcellulose, polyanionisk cellulose (PAC) eller stivelse) kræver god dispergering for maksimal effektivitet. For mere information om ultralydsdispersion af fortykningsmidler, såsom xanthangummi og guargummi, klik venligst her!
Vægtningsmidler, såsom bariumsulfit (baryt) må ikke adskilles fra mudderet under opbevaring, transport eller boring. I overensstemmelse med Stokes' lov sedimenterer mindre partikler langsommere eller slet ikke. Ultralydsdispersion undgår større agglomerater, der kan forårsage dispersionsustabilitet. Spredning af et system kan øge dets tolerance for faste stoffer, hvilket gør det muligt at veje op til 20 lb/gallon (US) eller 2,4 g/cm3.
Afgasning af boremudderet
Ved fremstilling af boremudder tilfører bentonitlerpulver og andre additivpulvere meget luft ind i boremudderet. Denne gas er fanget i væskesystemer og kan forårsage adskillelse og tab af emulgator- eller stabilisatorydelse. Gentagne kompressioner (højtrykscyklusser) og sjældenheder (lavtrykscyklusser) under ultralydbehandlingen lader opløste gasser migrere og danne små mikrobobler. Ultralydsbølger tvinger derefter gasmikroboblerne til sammensmeltning. Ultralydsforskydningen med høj kavitationsforskydning reducerer viskositeten af forskydningsfortynding og thixotrope borevæsker. Dette lader luftbobler stige hurtigere. Dette fører til bedre gasadskillelse i nedstrøms separatortanke eller vakuumafgasning. Afgasning øger muddervægten, reducerer viskositet og separationsproblemer. Færre gasbobler reducerer brugen af emulgatorer, stabilisatorer, overfladeaktive stoffer eller dispergeringsmidler. Dette reducerer omkostningerne pr. tønde. En reduktion i gasindholdet kan også bremse aerob mikrobiel vækst.
Vandbaseret boremudder før og efter ultralydsafgasning med UIP1000hd
Studie og billede af Amani et al. 2016
Udvikling og tilpasning af formulering af boremudder
Nye regler begrænser mængden af visse kemikalier, der skal bruges i mudder for at minimere miljøpåvirkningen. Dette kræver tilpasning af formuleringer til de nye lovgivningsmæssige rammer. Ultralydbehandling kan hjælpe dig med at maksimere ydeevnen af boremudderkomponenter, så du kan bruge mindre og billigere materialer. Hielscher tilbyder test af boremudderformulering i vores laboratorium. Herunder kinematiske viskositetsmålinger ved forskellige temperaturer med og uden forskydning.
Kraftigt design til industriel brug
Hielscher ultralydsreaktorer kan håndtere større og slibende partikler eller agglomerater. Derfor kan du starte med en agglomereret pumpbar gylle eller boremudderkomponenter. Ved blanding af pulvere og partikler i væsken viser ultralydssonder meget mindre slid end rotor-statorblandere eller højtrykshomogenisatorer. Hielscher ultralydssonder er lavet af klasse 5 titanium for forbedret korrosionsbestandighed, f.eks. når havvand bruges i WBM'er i stedet for ferskvand. Ultralydsreaktorer har ingen roterende tætninger eller lejer. Hielscher ultralydsblandere er af industriel kvalitet til tung brug – Onshore og offshore (RIG). Generelt er ultralydsreaktorerne orienteret lodret for et lille fodaftryk.
Brugen af ultralydsblanding i olie- og gasindustrien strækker sig langt ud over boremudder.
- Afgasning af spildevand og procesvæsker
- Blanding med scavengers (f.eks. H2S-scavengers) eller beskyttende kemikalier, såsom kalk og korrosionsinhibitorer
- Reducer cementhærdningstider for hurtigere cementering
- Ultralydspræparat af mættet saltlage eller formiat saltlage
- Reducer bakteriel aktivitet i boremudderet
- Nedstrøms olieforarbejdning, f.eks. afsvovling
- Forberedelse af olie- og sedimentprøver
Litteratur / Referencer
- Mahmood Amani, Salem Al-Juhani, Mohammed Al-Jubouri, Rommel Yrac, Abdullah Taha (2016): Application of Ultrasonic Wavesfor Degassing of Drilling Fluids and Crude OilsApplication of Ultrasonic Waves for Degassing of Drilling Fluids and Crude Oils. Advances in Petroleum Exploration and Development Vol. 11, No. 2; 2016.
- Amani, Mahmood; Retnanto, Albertus; Aljuhani, Salem; Al-Jubouri, Mohammed; Shehada, Salem; Yrac, Rommel (2015): Investigating the Role of Ultrasonic Wave Technology as an Asphaltene Flocculation Inhibitor, an Experimental Study. Conference: International Petroleum Technology Conference 2015.