Mixere cu ultrasunete pentru nămoluri de foraj și fluide de ambalare
Fluidul de foraj (noroi de foraj) este utilizat pentru a ajuta la forarea puțurilor de petrol, a puțurilor de gaze naturale, a puțurilor de explorare (puțuri sălbatice) sau a puțurilor de apă. Reactoarele cu ultrasunete sunt o tehnologie eficientă pentru amestecarea, dispersarea, emulsionarea și degazarea noroiului pe bază de apă (WBM, apos), noroi pe bază de ulei (OBM, non-apos) sau noroi sintetic (SBM).
Formularea și calitatea constantă a noroiului de foraj reprezintă un factor cheie în operațiunile de foraj de astăzi. Compoziția și caracteristicile noroiului influențează stabilitatea găurii, lubrifierea, răcirea și viteza de penetrare a găurilor. Chiar și cele mai mici probleme cu fluidul de foraj pot opri întreaga operațiune de foraj. Presiunea excesivă care rezultă din noroiul de foraj prea dens sau prea greu poate provoca o pierdere semnificativă a circulației.
WBM sunt în general fabricate din apă dulce, apă de mare sau saramură (saturată sau formată) și argile naturale și polimeri. OBM și SBM sunt sisteme de emulsie inversă care au o bază de ulei (motorină, ulei mineral) sau bază sintetică (olefine și parafine) ca fază continuă (externă) și saramură ca fază dispersată (internă). Emulsia trebuie să fie suficient de stabilă pentru a rezista la adăugarea fluxului de apă din puț. Mai puțin frecvente decât apa în ulei (ulei invertit, nămoluri de emulsie) sunt uleiul în apă (nămoluri de emulsie de ulei). Emulsionarea cu ultrasunete funcționează pentru ambele tipuri de emulsie și realizează o bună stabilitate electrică a fazei interne de saramură sau apă.
Hielscher reactoare cu ultrasunete sunt mixere de forfecare cavitaționale foarte eficiente și intense pentru producție. În general, reactoarele cu ultrasunete sunt utilizate în linie pentru procesarea cu un singur pasaj cu debit ridicat sau procesarea loturilor recirculate.
Puteți utiliza amestecarea cu ultrasunete pentru a
- Fabricarea aditivilor
- Pregătiți masterbatch cu concentrație ridicată
- Amestecați lichide de foraj gata de utilizare sau lichide de ambalare
- Degazarea nămolurilor de foraj
- Dezvoltarea și formularea unor nămoluri de foraj mai bune
Fabricarea aditivilor de nămol de foraj
Fabricarea de substanțe chimice și aditivi, ar fi suspensiile polimerice lichide beneficiază de capacitatea mare de procesare și flexibilitatea amestecării prin forfecare cu ultrasunete. Amestecarea cu ultrasunete dezlănțuie întregul potențial al aditivilor, ar fi viscozifieri, reductor de filtrat sau aditivi polimerici. Cavitația cu ultrasunete hidratează pulberile rapid și complet în timpul amestecării noroiului de foraj.
Pentru amestecarea emulsiilor lichide / lichide, Hielscher MultiPhaseCavitator îmbunătățește amestecarea inline a două faze în zona de forfecare cavitațională intensă. Pentru mai multe informații despre MultiPhaseCavitator, vă rugăm să faceți clic aici!
Amestecarea cu ultrasunete îmbunătățește transferul de masă la straturile limită sau particulele în lichide. Acest lucru reduce timpul necesar pentru prepararea saramurilor sau a saramurilor saturate, de exemplu saramură de clorură de calciu, saramură de bromură de calciu, saramură de bromură de zinc sau saramură formiată de potasiu și cesiu.
Masterbatch-uri de argile sau aditivi
Puteți utiliza amestecarea prin forfecare cu ultrasunete pentru a face master-lotch-uri de înaltă concentrație sau densitate mare (de exemplu, de carbonat de calciu (cretă), defloculenți sau gunoieri) înainte de a le adăuga la formularea finală de noroi de foraj.
Producția de fluide de foraj și fluide de ambalare
Performanța noroiului de foraj, cum ar fi stabilitatea șisturilor, vâscozitatea, răcirea sau lubrifierea depind de mulți factori. Uniformitatea și consecvența calității sunt de cea mai mare importanță. Amestecarea prin forfecare cu ultrasunete este foarte eficientă în fabricarea distribuțiilor uniforme ale dimensiunii particulelor și, prin urmare, o mai bună dispersie și stabilitate a emulsiei. Acest lucru previne separarea fazelor sau depunerea în timpul depozitării, transportului sau în timp ce vă aflați în gropile de noroi.
Astăzi, specificațiile noroiului de foraj se schimbă frecvent. Hielscher reactoare cu ultrasunete sunt foarte adaptabile la modificări de formulare lichid de foraj. Prin trecerea de la amestecarea tradițională a loturilor la amestecarea cu ultrasunete inline-single-pass, puteți face diferite tipuri de noroi de foraj pe aceeași mașină cu ultrasunete. Acest lucru ajută la reducerea timpului de depozitare a inventarului și a raftului.
Dispersia argilelor convenționale (de exemplu, bentonită) și a argilelor organofile tratate special în fluide produce geluri și suspensii foarte vâscoase, tixotrope sau care subțiază forfecarea. Când este expus la forfecare cu ultrasunete mare, vâscozitatea scade într-o stare care curge liber. Acest lucru facilitează dispersarea și manipularea. Din acest motiv, sonicare este foarte eficient pentru amestecarea suspensiilor tixotropice și de subțiere a forfecării. Sonicare are ca rezultat o mai bună dispersie a particulelor de bentonită / trombocite și caracteristici îmbunătățite de gelifiere. Pentru mai multe informații despre dispersia cu ultrasunete a bentonitei, vă rugăm să faceți clic aici!

Dispersia cu ultrasunete a bentonitei (efectuată cu mixer cu ultrasunete UIP2000hdT)
Modificatorii reologici, agenții de îngroșare și stabilizatorii (de exemplu, gume, glicol, carboximetilceluloză, celuloză polianionică (PAC) sau amidon) necesită o bună dispersie pentru o eficiență maximă. Pentru mai multe informații despre dispersia cu ultrasunete a agenților de îngroșare, ar fi guma xantan și guma guar, vă rugăm să faceți clic aici!
Agenții de cântărire, cum ar fi sulfitul de bariu (barita), nu trebuie să se separe de noroi în timpul depozitării, transportului sau forării. În conformitate cu Legea lui Stokes, particulele mai mici se sedimentează mai lent sau deloc. Dispersie cu ultrasunete evită aglomerate mai mari, care poate provoca instabilitate dispersie. Dispersarea unui sistem poate crește toleranța acestuia pentru solide, făcând posibilă o greutate de până la 20 lb / galon (SUA) sau 2,4 g / cm3.
Degazarea noroiului de foraj
La prepararea nămolurilor de foraj, pulberea de bentonită și alte pulberi aditive introduc mult aer în noroiul de foraj. Acest gaz este prins în sistemele lichide și poate provoca separarea și o pierdere a performanței emulgatorului sau stabilizatorului. Compresiile repetate (cicluri de înaltă presiune) și rarefieri (cicluri de joasă presiune) în timpul ultrasonication permite gazelor dizolvate migra și formează microbule mici. Undele ultrasonice forțează apoi microbulele de gaz în coalescență. Forfecarea cavitațională ridicată cu ultrasunete reduce vâscozitatea subțierii de forfecare și a fluidelor de foraj tixotrop. Acest lucru permite bulelor de aer să crească mai repede. Acest lucru duce la o mai bună separare a gazelor în rezervoarele separatoare din aval sau la degazarea în vid. Degazarea crește greutatea noroiului, reduce vâscozitatea și problemele de separare. Mai puține bule de gaz reduc utilizarea emulgatorilor, stabilizatorilor, agenților tensioactivi sau agenților de dispersie. Acest lucru reduce costul pe baril. O reducere a conținutului de gaze poate reduce și creșterea microbiană aerobă.

Noroi de foraj pe bază de apă înainte și după degazarea cu ultrasunete cu UIP1000hd
Studiu și imagine de Amani et al. 2016
Dezvoltarea și adaptarea formulării nămolului de foraj
Noile reglementări restricționează cantitatea anumitor substanțe chimice care urmează să fie utilizate în nămoluri pentru a minimiza impactul asupra mediului. Acest lucru necesită adaptarea formulărilor la noul cadru de reglementare. Ultrasonication vă poate ajuta să maximizați performanța componentelor de noroi de foraj, astfel încât să puteți utiliza materiale mai puțin și mai ieftine. Hielscher oferă testarea formulării noroiului de foraj în laboratorul nostru. Inclusiv măsurători cinematice ale vâscozității la diferite temperaturi, cu și fără forfecare.
Design Heavy Duty pentru uz industrial
Hielscher reactoare cu ultrasunete pot manipula particule mai mari și abrazive sau aglomerate. Prin urmare, puteți începe cu o suspensie pompabilă aglomerată sau cu componente de noroi de foraj. Atunci când se amestecă pulberi și particule în fluid, sondele cu ultrasunete prezintă o uzură mult mai mică a abraziunii decât mixerele rotor-stator sau omogenizatoarele de înaltă presiune. Hielscher sonde cu ultrasunete sunt fabricate din titan de gradul 5 pentru o rezistență sporită la coroziune, de exemplu, atunci când apa de mare este utilizată în WBM în loc de apă dulce. Reactoarele cu ultrasunete nu au garnituri rotative sau rulmenți. Hielscher mixere cu ultrasunete sunt de calitate industrială pentru utilizare grea – onshore și offshore (platformă). În general, reactoarele cu ultrasunete sunt orientate vertical pentru o amprentă mică.
Utilizarea amestecării cu ultrasunete în industria de petrol și gaze se extinde cu mult dincolo de noroiul de foraj.
- Degazarea efluenților și a fluidelor de proces
- Amestecarea cu gunoieri (de exemplu, gunoieri H2S) sau substanțe chimice de protecție, cum ar fi inhibitori de calcar și coroziune
- Reduceți timpii de setare a cimentului pentru cimentare mai rapidă
- Prepararea cu ultrasunete a saramurii saturate sau a saramurii formate
- Reducerea activității bacteriene în nămolurile de foraj
- Prelucrarea petrolului în aval, de exemplu desulfurarea
- Pregătirea probelor de ulei și sedimente
Literatură / Referințe
- 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.