เครื่องผสมอัลตราโซนิกสำหรับโคลนเจาะและของไหลแพ็กเกอร์

การผลิตของไหลเจาะและของไหลแพ็กเกอร์

สมรรถนะของโคลนเจาะ เช่น เสถียรภาพของหินดินดาน ความหนืด การระบายความร้อน หรือการหล่อลื่น ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ความเป็นเนื้อเดียวกันและความสม่ำเสมอของคุณภาพมีความสำคัญสูงสุด การผสมด้วยแรงเฉือนอัลตราโซนิกมีประสิทธิภาพสูงมากในการทำให้การกระจายขนาดอนุภาคมีความสม่ำเสมอ จึงทำให้การกระจายตัวและเสถียรภาพของอิมัลชันดีขึ้น ซึ่งป้องกันการแยกเฟสหรือการตกตะกอนระหว่างการเก็บรักษา การขนส่ง หรือขณะอยู่ในบ่อโคลน
ปัจจุบันข้อกำหนดของโคลนเจาะเปลี่ยนแปลงบ่อยครั้ง เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถปรับให้รองรับการเปลี่ยนแปลงสูตรของไหลเจาะได้อย่างยืดหยุ่นมาก การเปลี่ยนจากการผสมแบบแบตช์ดั้งเดิมเป็นการผสมด้วยอัลตราโซนิกแบบอินไลน์ผ่านครั้งเดียวช่วยให้คุณผลิตโคลนเจาะประเภทต่าง ๆ ด้วยเครื่องอัลตราโซนิกเครื่องเดียวกันได้ ซึ่งช่วยลดสินค้าคงคลังและระยะเวลาการเก็บรักษาบนชั้น
การกระจายดินเหนียวทั่วไป (เช่น เบนโทไนต์) และดินเหนียวที่มีความชอบสารอินทรีย์ซึ่งผ่านการปรับสภาพเป็นพิเศษในของไหล ทำให้เกิดเจลและสารแขวนลอยที่มีความหนืดสูง มีสมบัติทิกโซโทรปี หรือมีความหนืดลดลงเมื่อได้รับแรงเฉือน เมื่อได้รับแรงเฉือนอัลตราโซนิกสูง ความหนืดจะลดลงจนอยู่ในสภาวะที่ไหลได้อย่างอิสระ ซึ่งช่วยให้การกระจายตัวและการจัดการทำได้ง่ายขึ้น ด้วยเหตุนี้ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกจึงมีประสิทธิภาพสูงมากในการผสมสารแขวนลอยที่มีสมบัติทิกโซโทรปีและมีความหนืดลดลงเมื่อได้รับแรงเฉือน การใช้คลื่นอัลตราโซนิกทำให้อนุภาค / อนุภาคแผ่นบางของเบนโทไนต์กระจายตัวได้ดีขึ้น และปรับปรุงคุณลักษณะการเกิดเจล สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายเบนโทไนต์ด้วยอัลตราโซนิก โปรดคลิกที่นี่!

การกระจายเบนโทไนต์ด้วยอัลตราโซนิก (ดำเนินการด้วยเครื่องผสมอัลตราโซนิก UIP2000hdT)

สารปรับสมบัติรีโอโลยี สารเพิ่มความข้น และสารทำให้คงตัว (เช่น กัม ไกลคอล คาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส พอลิแอนไอออนิกเซลลูโลส (PAC) หรือแป้ง) ต้องมีการกระจายตัวที่ดีเพื่อให้เกิดประสิทธิผลสูงสุด สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการกระจายสารเพิ่มความข้น เช่น แซนแทนกัมและกัวร์กัม ด้วยอัลตราโซนิก โปรดคลิกที่นี่!
สารเพิ่มน้ำหนัก เช่น แบเรียมซัลไฟต์ (แบไรต์) ต้องไม่แยกตัวออกจากโคลนระหว่างการเก็บรักษา การขนส่ง หรือการเจาะ ตามกฎของสโตกส์ อนุภาคที่เล็กกว่าจะตกตะกอนช้ากว่าหรือไม่ตกตะกอนเลย การกระจายตัวด้วยอัลตราโซนิกป้องกันการเกิดกลุ่มอนุภาคขนาดใหญ่ที่อาจทำให้การกระจายตัวไม่เสถียร การทำให้ระบบมีการกระจายตัวสามารถเพิ่มความสามารถในการรองรับของแข็ง ทำให้เพิ่มน้ำหนักได้สูงถึง 20 lb/gallon (US) หรือ 2.4g/cm³.

การไล่ก๊าซออกจากโคลนเจาะ

ขณะเตรียมโคลนเจาะ ผงดินเหนียวเบนโทไนต์และผงสารเติมแต่งอื่น ๆ จะนำอากาศจำนวนมากเข้าไปในโคลนเจาะ ก๊าซนี้ถูกกักอยู่ภายในระบบของเหลว และอาจทำให้เกิดการแยกตัวและการสูญเสียสมรรถนะของสารทำอิมัลชันหรือสารทำให้คงตัว การอัดตัว (รอบความดันสูง) และการขยายตัว (รอบความดันต่ำ) ซ้ำ ๆ ระหว่างการใช้คลื่นอัลตราโซนิกทำให้ก๊าซที่ละลายอยู่เคลื่อนย้ายและก่อตัวเป็นฟองขนาดจุลภาค จากนั้นคลื่นอัลตราโซนิกจะบังคับให้ฟองก๊าซขนาดจุลภาครวมตัวกัน แรงเฉือนสูงจากคาวิเทชันอัลตราโซนิกช่วยลดความหนืดของของไหลเจาะที่มีความหนืดลดลงเมื่อได้รับแรงเฉือนและมีสมบัติทิกโซโทรปี ทำให้ฟองอากาศลอยขึ้นเร็วขึ้น จึงช่วยให้การแยกก๊าซในถังแยกที่อยู่ปลายทางหรือการไล่ก๊าซด้วยสุญญากาศดีขึ้น การไล่ก๊าซช่วยเพิ่มน้ำหนักโคลน ลดความหนืดและปัญหาการแยกตัว การมีฟองก๊าซน้อยลงช่วยลดการใช้สารทำอิมัลชัน สารทำให้คงตัว สารลดแรงตึงผิว หรือสารช่วยกระจายตัว ซึ่งช่วยลดต้นทุนต่อบาร์เรล การลดปริมาณก๊าซยังสามารถยับยั้งการเจริญของจุลินทรีย์ที่ใช้ออกซิเจนได้อีกด้วย

โคลนเจาะฐานน้ำก่อนและหลังการไล่ก๊าซด้วยอัลตราโซนิกโดยใช้ UIP1000hd
การศึกษาและภาพโดย Amani et al. 2016

การพัฒนาและปรับสูตรโคลนเจาะ

กฎระเบียบใหม่จำกัดปริมาณสารเคมีบางชนิดที่ใช้ในโคลนเพื่อลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมให้เหลือน้อยที่สุด จึงจำเป็นต้องปรับสูตรให้สอดคล้องกับกรอบกฎระเบียบใหม่ การใช้คลื่นอัลตราโซนิกสามารถช่วยให้คุณเพิ่มสมรรถนะขององค์ประกอบโคลนเจาะได้สูงสุด คุณจึงสามารถใช้วัสดุในปริมาณน้อยลงและมีต้นทุนต่ำลง Hielscher ให้บริการทดสอบสูตรโคลนเจาะในห้องปฏิบัติการของเรา รวมถึงการวัดความหนืดจลน์ที่อุณหภูมิต่าง ๆ ทั้งในสภาวะที่มีและไม่มีแรงเฉือน

การออกแบบสำหรับงานหนักในการใช้งานระดับอุตสาหกรรม

เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกของ Hielscher สามารถรองรับอนุภาคหรือกลุ่มอนุภาคที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและมีฤทธิ์กัดกร่อนจากการขัดสีได้ ดังนั้น คุณจึงสามารถเริ่มต้นด้วยสารแขวนลอยที่มีอนุภาคจับกลุ่มและสามารถสูบได้ หรือองค์ประกอบของโคลนเจาะ เมื่อผสมผงและอนุภาคลงในของไหล โพรบอัลตราโซนิกมีการสึกหรอจากการขัดสีน้อยกว่าเครื่องผสมแบบโรเตอร์–สเตเตอร์หรือเครื่องโฮโมจีไนเซอร์ความดันสูงมาก โพรบอัลตราโซนิกของ Hielscher ผลิตจากไทเทเนียมเกรด 5 เพื่อเพิ่มความทนทานต่อการกัดกร่อน เช่น เมื่อใช้น้ำทะเลใน WBM แทนน้ำจืด เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกไม่มีซีลหมุนหรือตลับลูกปืน เครื่องผสมอัลตราโซนิกของ Hielscher เป็นเครื่องระดับอุตสาหกรรมสำหรับงานหนัก – ทั้งบนบกและนอกชายฝั่ง (แท่นขุดเจาะ) โดยทั่วไป เครื่องปฏิกรณ์อัลตราโซนิกจัดวางในแนวตั้งเพื่อใช้พื้นที่ติดตั้งน้อย

การใช้การผสมด้วยอัลตราโซนิกในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซครอบคลุมการใช้งานที่กว้างขวางกว่าโคลนเจาะอย่างมาก

• การไล่ก๊าซออกจากของเหลวทิ้งและของไหลในกระบวนการ
• การผสมกับสารดักจับ (เช่น สารดักจับ H2S) หรือสารเคมีป้องกัน เช่น สารยับยั้งการเกิดตะกรันและการกัดกร่อน
• ลดเวลาการก่อตัวของซีเมนต์เพื่อให้การอัดซีเมนต์ทำได้เร็วขึ้น
• การเตรียมน้ำเกลืออิ่มตัวหรือน้ำเกลือฟอร์เมตด้วยอัลตราโซนิก
• ลดกิจกรรมของแบคทีเรียในโคลนเจาะ
• การแปรรูปน้ำมันในกระบวนการปลายน้ำ เช่น การกำจัดกำมะถัน
• การเตรียมตัวอย่างน้ำมันและตะกอน

วรรณกรรม / เอกสารอ้างอิง

• 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.