Sondaj Çamurları ve Paketleyici Sıvıları için Ultrasonik Karıştırıcılar
Sondaj sıvısı (sondaj çamuru), petrol kuyularının, doğal gaz kuyularının, keşif kuyularının (wildcat kuyuları) veya su kuyularının sondajına yardımcı olmak için kullanılır. Ultrasonik reaktörler, su bazlı çamur (WBM, sulu), yağ bazlı çamur (OBM, susuz) veya sentetik bazlı çamurun (SBM) karıştırılması, dağıtılması, emülsifikasyonu ve gazdan arındırılması için etkili bir teknolojidir.
Sondaj çamurunun formülasyonu ve tutarlı kalitesi, günümüz sondaj operasyonlarında önemli bir faktördür. Çamur bileşimi ve özellikleri, kuyu deliği stabilitesini, yağlamayı, soğutmayı ve penetrasyonun delme hızını etkiler. Sondaj sıvısıyla ilgili küçük sorunlar bile tüm delme işlemini durdurabilir. Çok yoğun veya çok ağır sondaj çamurundan kaynaklanan aşırı basınç, önemli bir sirkülasyon kaybına neden olabilir.
WBM'ler genellikle tatlı su, deniz suyu veya (doymuş veya format) tuzlu su ve doğal kil ve polimerlerden yapılır. OBM ve SBM, sürekli (dış) faz olarak bir yağ bazlı (dizel, mineral yağ) veya sentetik baza (olefinler ve parafinler) ve dağılmış (iç) faz olarak tuzlu suya sahip ters emülsiyon sistemleridir. Emülsiyon, kuyu içi su akışının eklenmesine dayanacak kadar stabil olmalıdır. Yağdaki sudan daha az yaygın olan (invert yağ emülsiyon çamurları) sudaki yağdır (yağ emülsiyon çamurları). Ultrasonik emülsifikasyon, her iki emülsiyon türü için de çalışır ve iç tuzlu su veya su fazının iyi elektriksel stabilitesini sağlar.
Hielscher ultrasonik reaktörler, üretim kullanımı için çok etkili ve yoğun kavitasyonel kesme karıştırıcılarıdır. Genel olarak, ultrasonik reaktörler, yüksek verimli tek geçişli işleme veya devridaim toplu işleme için satır içi olarak kullanılır.
Ultrasonik karıştırmayı şu amaçlarla kullanabilirsiniz:
- Üretim katkı maddeleri
- Yüksek konsantrasyonlu masterbatchler hazırlayın
- Kullanıma hazır sondaj sıvılarını veya paketleyici sıvıları karıştırın
- Gaz giderme sondaj çamurları
- Daha iyi sondaj çamurları geliştirin ve formüle edin
MultiSonoReactor MSR-4, sondaj çamurlarının endüstriyel üretimi için uygun bir endüstriyel hat içi homojenizatördür. Sonikasyon, sondaj sıvılarının dağılması ve gazdan arındırılması için kullanılır.
Sondaj çamuru katkı maddeleri imalatı
Sıvı polimer bulamaçları gibi kimyasalların ve katkı maddelerinin üretimi, ultrasonik kesme karıştırmanın yüksek işleme kapasitesinden ve esnekliğinden yararlanır. Ultrasonik karıştırma, viskozite arttırıcılar, filtrat azaltıcı veya polimer katkı maddeleri gibi katkı maddelerinin tam potansiyelini açığa çıkarır. Ultrasonik kavitasyon, sondaj çamuru karıştırma sırasında tozları hızlı ve tamamen nemlendirir.
Sıvı / sıvı emülsiyonların karıştırılması için, Hielscher MultiPhaseCavitator yoğun kavitasyonel kesme bölgesinde iki fazın satır içi karışımını iyileştirir. MultiPhaseCavitator hakkında daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın!
Ultrasonik karıştırma, sıvılardaki sınır tabakalarında veya parçacıklarda kütle transferini geliştirir. Bu, örneğin kalsiyum klorür tuzlu su, kalsiyum bromür tuzlu su, çinko bromür tuzlu su veya potasyum ve sezyum format tuzlu su gibi tuzlu suları veya doymuş tuzlu suları hazırlamak için gereken süreyi azaltır.
Kil veya katkı maddelerinin masterbatchleri
Son sondaj çamuru formülasyonuna eklemeden önce yüksek konsantrasyonlu veya yüksek yoğunluklu ana partiler (örneğin kalsiyum karbonat (tebeşir), deflokülentler veya temizleyiciler) yapmak için ultrasonik kesme karıştırmayı kullanabilirsiniz.
Sondaj sıvıları ve paketleyici sıvıları üretimi
Şeyl stabilitesi, viskozite, soğutma veya yağlama gibi sondaj çamuru performansı birçok faktöre bağlıdır. Kalitede tekdüzelik ve tutarlılık son derece önemlidir. Ultrasonik kesme karıştırma, tek tip parçacık boyutu dağılımlarının üretiminde çok etkilidir ve bu nedenle daha iyi dağılım ve emülsiyon stabilitesi sağlar. Bu, depolama, nakliye veya çamur çukurlarında iken faz ayrılmasını veya çökelmesini önler.
Günümüzde sondaj çamuru özellikleri sık sık değişmektedir. Hielscher ultrasonik reaktörler, sıvı formülasyon değişikliklerini delmek için çok uyumludur. Geleneksel toplu karıştırmadan ultrasonik satır içi tek geçişli karıştırmaya geçerek, aynı ultrasonik makinede farklı sondaj çamuru türleri yapabilirsiniz. Bu, envanter ve raf depolama süresini azaltmaya yardımcı olur.
Konvansiyonel killerin (örneğin bentonit) ve özel olarak işlenmiş organofilik killerin sıvılar içinde dispersiyonu, yüksek viskoziteli, tiksotropik veya kesme inceltici jeller ve bulamaçlar üretir. Yüksek ultrasonik kesmeye maruz kaldığında, viskozite serbest akışlı bir duruma düşer. Bu, dağıtmayı ve taşımayı kolaylaştırır. Bu nedenle, sonikasyon, tiksotropik ve kesme inceltme bulamaçlarının karıştırılması için çok etkilidir. Sonikasyon, bentonit parçacıklarının / trombositlerin daha iyi dağılmasına ve jelleşme özelliklerinin iyileştirilmesine neden olur. Bentonitin ultrasonik dispersiyonu hakkında daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın!
Bentonitin ultrasonik dispersiyonu (ultrasonik karıştırıcı UIP2000hdT ile gerçekleştirilir)
Reolojik değiştiriciler, koyulaştırıcılar ve stabilizatörler (örn. zamklar, glikol, karboksimetilselüloz, polianyonik selüloz (PAC) veya nişasta) maksimum etkinlik için iyi bir dispersiyon gerektirir. Ksantan zamkı ve guar zamkı gibi koyulaştırıcıların ultrasonik dağılımı hakkında daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın!
Baryum sülfit (barit) gibi ağırlıklandırıcı maddeler, depolama, nakliye veya delme sırasında çamurdan ayrılmamalıdır. Stokes Yasasına göre, daha küçük parçacıklar daha yavaş çöker veya hiç çökelmez. Ultrasonik dispersiyon, dispersiyon kararsızlığına neden olabilecek daha büyük aglomeraları önler. Bir sistemin dağıtılması, katılara karşı toleransını artırabilir ve bu da 20 lb / galon (ABD) veya 2,4 g / cm'ye kadar ağırlığa sahip olmasını mümkün kılar3.
Sondaj çamurunun gazdan arındırılması
Sondaj çamurları hazırlanırken, bentonit kil tozu ve diğer katkı tozları sondaj çamuruna çok fazla hava verir. Bu gaz, sıvı sistemler içinde sıkışır ve ayrılmaya ve emülgatör veya stabilizatör performansında kayba neden olabilir. Ultrasonication sırasında tekrarlanan sıkıştırmalar (yüksek basınç döngüleri) ve nadir (düşük basınç döngüleri), çözünmüş gazların göç etmesine ve küçük mikro kabarcıklar oluşturmasına izin verir. Ultrasonik dalgalar daha sonra gaz mikro kabarcıklarını birleşmeye zorlar. Ultrasonik yüksek kavitasyonel kesme, kesme inceltme ve tiksotropik sondaj sıvılarının viskozitesini azaltır. Bu, hava kabarcıklarının daha hızlı yükselmesini sağlar. Bu, çıkış yönündeki separatör tanklarında daha iyi gaz separasyonu veya vakumlu gaz giderme sağlar. Gazdan arındırma çamur ağırlığını artırır, viskoziteyi ve ayırma sorunlarını azaltır. Daha az gaz kabarcığı, emülgatörlerin, stabilizatörlerin, yüzey aktif maddelerin veya dağıtıcı ajanların kullanımını azaltır. Bu, varil başına maliyeti azaltır. Gaz içeriğindeki bir azalma da aerobik mikrobiyal büyümeyi engelleyebilir.
UIP1000hd ile ultrasonik gaz giderme öncesi ve sonrası su bazlı sondaj çamuru
Çalışma ve resim: Amani ve ark. 2016
Sondaj Çamuru Formülasyonu Geliştirme ve Adaptasyonu
Yeni düzenlemeler, çevresel etkiyi en aza indirmek için çamurlarda kullanılacak belirli kimyasalların miktarını kısıtlamaktadır. Bu, formülasyonların yeni düzenleyici çerçeveye uyarlanmasını gerektirir. Ultrasonication, sondaj çamur bileşenlerinin performansını maksimize etmenize yardımcı olabilir, böylece daha az ve daha düşük maliyetli malzemeler kullanabilirsiniz. Hielscher laboratuvarımızda sondaj çamuru formülasyon testi sunmaktadır. Kesmeli ve kesmesiz çeşitli sıcaklıklarda kinematik viskozite ölçümleri dahil.
Endüstriyel Kullanım için Ağır Hizmet Tipi Tasarım
Hielscher ultrasonik reaktörler daha büyük ve aşındırıcı parçacıkları veya aglomeraları işleyebilir. Bu nedenle, aglomere edilmiş pompalanabilir bir bulamaç veya sondaj çamuru bileşenleri ile başlayabilirsiniz. Tozları ve partikülleri sıvıya karıştırırken, ultrasonik problar rotor-stator karıştırıcılarından veya yüksek basınçlı homojenizatörlerden çok daha az aşınma aşınması gösterir. Hielscher ultrasonik problar, örneğin WBM'lerde tatlı su yerine deniz suyu kullanıldığında, gelişmiş korozyon direnci için 5. derece titanyumdan yapılmıştır. Ultrasonik reaktörlerin döner contaları veya yatakları yoktur. Hielscher ultrasonik karıştırıcılar ağır hizmet tipi kullanım için endüstriyel sınıftır – karada ve denizde (teçhizat). Genel olarak, ultrasonik reaktörler küçük bir ayak izi için dikey olarak yönlendirilir.
Petrol ve gaz endüstrisinde ultrasonik karıştırma kullanımı, sondaj çamurlarının çok ötesine uzanır.
- Atık suların ve proses sıvılarının gazdan arındırılması
- Çöpçülerle (örn. H2S çöpçüler) veya kireç ve korozyon inhibitörleri gibi koruyucu kimyasallarla karıştırma
- Daha hızlı çimentolama için çimento priz sürelerini azaltın
- Doymuş tuzlu su veya format tuzlu suyun ultrasonik hazırlanması
- Sondaj çamurlarındaki bakteri aktivitesini azaltın
- Çıkış yönündeki yağ işleme, örneğin kükürt giderme
- Yağ ve tortu numunesi hazırlama
Literatür / Referanslar
- 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.