Ултразвучне мешалице за бушаће исплаке и пакерске течности
Бушаћа течност (бушаћа исплака) користи се као помоћ при бушењу нафтних бушотина, бушотина природног гаса, истражних бушотина (бушотина у неистраженим подручјима) или бунара за воду. Ултразвучни реактори представљају ефикасну технологију за мешање, дисперговање, емулговање и дегазацију исплака на бази воде (WBM, водене), исплака на бази уља (OBM, неводене) или исплака на синтетичкој бази (SBM).
Формулација и уједначен квалитет бушаће исплаке представљају кључни фактор у савременим операцијама бушења. Састав и карактеристике исплаке утичу на стабилност зида бушотине, подмазивање, хлађење и брзину напредовања при бушењу. Чак и мали проблеми са бушаћом течношћу могу зауставити целокупну операцију бушења. Прекомерни притисак услед прегусте или претешке бушаће исплаке може изазвати значајан губитак циркулације.
Исплаке WBM се углавном припремају од слатке воде, морске воде или сланог раствора (засићеног или формijatног), као и природних глина и полимера. OBM и SBM су системи инверзних емулзија у којима је уљна база (дизел, минерално уље) или синтетичка база (олефини и парафини) континуална (спољашња) фаза, а слани раствор дисперзна (унутрашња) фаза. Емулзија треба да буде довољно стабилна да издржи доток воде у бушотини. Емулзије уља у води (исплаке са уљном емулзијом) ређе су од емулзија воде у уљу (исплаке са инверзном уљном емулзијом). Ултразвучно емулговање делује код оба типа емулзија и постиже добру електричну стабилност унутрашње фазе сланог раствора или воде.
Hielscher ултразвучни реактори су веома ефикасне мешалице за производну употребу које стварају интензивно кавитационо смицање. Ултразвучни реактори се углавном користе у проточној линији за обраду у једном пролазу са великим капацитетом или за шаржну обраду са рециркулацијом.
Ултразвучно мешање можете користити да
- Производите адитиве
- Припремате висококонцентроване предсмеше
- Мешате бушаће течности или пакерске течности спремне за употребу
- Дегазирате бушаће исплаке
- Развијате и формулишете боље бушаће исплаке
MultiSonoReactor MSR-4 је индустријски проточни хомогенизатор погодан за индустријску производњу бушаћих исплака. Соникација се користи за дисперговање и дегазацију бушаћих течности.
Производња адитива за бушаће исплаке
Производња хемикалија и адитива, као што су течне полимерне суспензије, има користи од великог капацитета обраде и флексибилности ултразвучног мешања смицањем. Ултразвучно мешање омогућава искоришћење пуног потенцијала адитива, као што су средства за повећање вискозности, средства за смањење филтрације или полимерни адитиви. Ултразвучна кавитација брзо и потпуно хидратише прахове током мешања бушаће исплаке.
При мешању емулзија течност/течност, Hielscher MultiPhaseCavitator побољшава мешање двеју фаза у проточној линији, у зони интензивног кавитационог смицања. За више информација о уређају MultiPhaseCavitator, кликните овде!
Ултразвучно мешање побољшава пренос масе на граничним слојевима или честицама у течностима. Тиме се скраћује време потребно за припрему сланих раствора или засићених сланих раствора, нпр. раствора калцијум-хлорида, калцијум-бромида, цинк-бромида или калијум- и цезијум-формијата.
Предсмеше глина или адитива
Ултразвучно мешање смицањем можете користити за припрему предсмеша високе концентрације или велике густине (нпр. од калцијум-карбоната (креде), дефлокуланата или средстава за везивање нежељених материја) пре њиховог додавања у коначну формулацију бушаће исплаке.
Производња бушаћих течности и пакерских течности
Перформансе бушаће исплаке, као што су стабилност шкриљаца, вискозност, хлађење или подмазивање, зависе од многих фактора. Уједначеност и постојаност квалитета од највеће су важности. Ултразвучно мешање смицањем веома је ефикасно за постизање уједначених расподела величине честица, а тиме и боље стабилности дисперзија и емулзија. Тиме се спречава раздвајање фаза или таложење током складиштења, транспорта или боравка у исплачним базенима.
Данас се спецификације бушаћих исплака често мењају. Hielscher ултразвучни реактори веома се лако прилагођавају променама формулације бушаће течности. Преласком са традиционалног шаржног мешања на ултразвучно мешање у проточној линији у једном пролазу можете производити различите типове бушаћих исплака на истом ултразвучном уређају. То помаже у смањењу залиха и времена складиштења.
Дисперговањем конвенционалних глина (нпр. бентонита) и посебно обрађених органофилних глина у течностима настају високовискозни, тиксотропни гелови и суспензије или гелови и суспензије чија вискозност опада при смицању. Када су изложени снажном ултразвучном смицању, вискозност опада до стања у којем слободно теку. То олакшава дисперговање и руковање. Из тог разлога соникација је веома ефикасна за мешање тиксотропних суспензија и суспензија чија вискозност опада при смицању. Соникација доводи до бољег дисперговања честица / плочица бентонита и побољшаних својстава желирања. За више информација о ултразвучном дисперговању бентонита, кликните овде!
Ултразвучно дисперговање бентонита (изведено ултразвучном мешалицом UIP2000hdT)
Реолошки модификатори, згушњивачи и стабилизатори (нпр. гуме, гликол, карбоксиметилцелулоза, полианјонска целулоза (PAC) или скроб) захтевају добро дисперговање за максималну ефикасност. За више информација о ултразвучном дисперговању згушњивача, као што су ксантан гума и гуар гума, кликните овде!
Средства за повећање густине, као што је баријум-сулфит (барит), не смеју се издвајати из исплаке током складиштења, транспорта или бушења. Према Стоксовом закону, мање честице се таложе спорије или се уопште не таложе. Ултразвучно дисперговање спречава појаву већих агломерата који могу изазвати нестабилност дисперзије. Дисперговање система може повећати његову толеранцију на чврсте материје, чиме се омогућава повећање густине до 20 lb/gallon (US) или 2,4g/cm3.
Дегазација бушаће исплаке
При припреми бушаћих исплака, прах бентонитне глине и други прашкасти адитиви уносе много ваздуха у бушаћу исплаку. Овај гас остаје заробљен у течним системима и може изазвати раздвајање и смањење ефикасности емулгатора или стабилизатора. Понављане компресије (циклуси високог притиска) и разређења (циклуси ниског притиска) током ултразвучне обраде омогућавају раствореним гасовима да мигрирају и формирају ситне микромехуриће. Ултразвучни таласи затим приморавају гасне микромехуриће да се спајају. Снажно ултразвучно кавитационо смицање смањује вискозност тиксотропних бушаћих течности и бушаћих течности чија вискозност опада при смицању. То омогућава брже издизање мехурића ваздуха. Тиме се постиже боље издвајање гаса у сепарационим резервоарима у наредној фази процеса или при вакуумској дегазацији. Дегазација повећава густину исплаке, смањује вискозност и проблеме са раздвајањем. Мањи број гасних мехурића смањује употребу емулгатора, стабилизатора, површински активних материја или дисперзаната. То смањује трошкове по барелу. Смањење садржаја гаса такође може ограничити раст аеробних микроорганизама.
Бушаћа исплака на бази воде пре и после ултразвучне дегазације помоћу уређаја UIP1000hd
Студија и слика: Amani и сар. 2016
Развој и прилагођавање формулације бушаће исплаке
Нови прописи ограничавају количину одређених хемикалија које се користе у исплакама како би се утицај на животну средину свео на најмању меру. То захтева прилагођавање формулација новом регулаторном оквиру. Ултразвучна обрада може вам помоћи да максимално повећате ефикасност компонената бушаће исплаке, тако да можете користити мање материјала и материјале ниже цене. Hielscher нуди испитивање формулација бушаћих исплака у нашој лабораторији. То обухвата мерења кинематичке вискозности на различитим температурама, са смицањем и без њега.
Робусна конструкција за индустријску употребу
Hielscher ултразвучни реактори могу обрађивати веће и абразивне честице или агломерате. Зато можете започети са агломерисаном суспензијом која се може пумпати или са компонентама бушаће исплаке. При умешавању прахова и честица у течност, ултразвучне сонде показују знатно мање абразивно хабање од роторско-статорских мешалица или хомогенизатора високог притиска. Hielscher ултразвучне сонде израђене су од титанијума класе 5 ради повећане отпорности на корозију, нпр. када се у исплакама WBM уместо слатке воде користи морска вода. Ултразвучни реактори немају ротационе заптивке ни лежајеве. Hielscher ултразвучне мешалице индустријског су квалитета за употребу у тешким условима – на копну и на мору (бушаћа платформа). Ултразвучни реактори су углавном постављени вертикално како би заузимали мало простора.
Примена ултразвучног мешања у индустрији нафте и гаса далеко превазилази бушаће исплаке.
- Дегазација отпадних токова и процесних течности
- Мешање са средствима за везивање нежељених материја (нпр. средствима за везивање H2S) или заштитним хемикалијама, као што су инхибитори стварања каменца и корозије
- Скратите време везивања цемента за брже цементирање
- Ултразвучна припрема засићеног сланог раствора или раствора формијата
- Смањите бактеријску активност у бушаћим исплакама
- Прерада нафте у наредним фазама процеса, нпр. одсумпоравање
- Припрема узорака нафте и седимената
Литература / Референце
- 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.