Ультразвукові змішувачі для бурових розчинів і флюїдів для пакерів
Буровий флюїд (буровий розчин) використовується для полегшення буріння нафтових свердловин, газових свердловин, розвідувальних свердловин (пошукових свердловин) або водних свердловин. Ультразвукові реактори є ефективною технологією для змішування, диспергування, емульгування та дегазації водних бурових розчинів (WBM, водна фаза), нафтових бурових розчинів (OBM, неводна фаза) або синтетичних бурових розчинів (SBM).
Формуляція та стабільна якість бурового розчину є ключовим фактором у сучасних операціях буріння. Склад і характеристики розчину впливають на стабільність стовбура свердловини, змащування, охолодження та швидкість механічного проходки. Навіть незначні проблеми з буровим флюїдом можуть зупинити всю операцію буріння. Надмірний тиск, що виникає внаслідок занадто щільного або занадто важкого бурового розчину, може спричинити значну втрату циркуляції.
WBM зазвичай виготовляються з прісної води, морської води або (насиченого або форміатного) розсолу та природних глин і полімерів. OBM і SBM є інвертними емульсійними системами, які мають нафтову основу (дизельне паливо, мінеральна олія) або синтетичну основу (олефіни та парафіни) як безперервну (зовнішню) фазу, і розсіль як дисперсну (внутрішню) фазу. Емульсія повинна бути достатньо стабільною, щоб витримати надходження води в свердловині. Менш поширеними, ніж емульсії типу «вода в нафті» (інвертні нафтові емульсійні розчини), є емульсії типу «нафта у воді» (нафтові емульсійні розчини). Ультразвукове емульгування працює для обох типів емульсій і досягає хорошої електричної стабільності внутрішньої фази розсолу або води.
Ультразвукові реактори Hielscher є дуже ефективними та інтенсивними кавітаційними зсувними змішувачами для виробничого використання. Зазвичай ультразвукові реактори використовуються в лінії для високопродуктивної однопрохідної обробки або рециркуляційної партійної обробки.
Ви можете використовувати ультразвукове змішування для
- Виготовлення добавок
- Приготування висококонцентрованих маточних сумішей
- Змішування готових до використання бурових флюїдів або флюїдів для пакерів
- Дегазація бурових розчинів
- Розробка та формулювання кращих бурових розчинів
MultiSonoReactor MSR-4 є промисловим вбудованим гомогенізатором, придатним для промислового виробництва бурових розчинів. Ультразвукова обробка використовується для диспергування та дегазації бурових флюїдів.
Виробництво добавок для бурових розчинів
Виробництво хімікатів і добавок, таких як рідкі полімерні суспензії, виграє від високої пропускної здатності та гнучкості ультразвукового зсувного змішування. Ультразвукове змішування розкриває повний потенціал добавок, таких як загусники, редуктори фільтрації або полімерні добавки. Ультразвукова кавітація швидко та повністю гідратує порошки під час змішування бурового розчину.
Для змішування емульсій рідина/рідина Hielscher MultiPhaseCavitator покращує вбудоване змішування двох фаз у зоні інтенсивного кавітаційного зсуву. Для отримання додаткової інформації про MultiPhaseCavitator, будь ласка, натисніть тут!
Ультразвукове змішування покращує масоперенесення на граничних шарах або частинках у рідинах. Це зменшує час, необхідний для приготування розсолів або насичених розсолів, наприклад, розсолу хлориду кальцію, розсолу броміду кальцію, розсолу броміду цинку або розсолу форміату калію та цезію.
Маточні суміші глин або добавок
Ви можете використовувати ультразвукове зсувне змішування для виготовлення маточних сумішей високої концентрації або високої щільності (наприклад, карбонату кальцію (вапняк), дефлокулянтів або поглиначів) перед додаванням їх до кінцевої формуляції бурового розчину.
Виробництво бурових флюїдів і флюїдів для пакерів
Ефективність бурового розчину, така як стабільність сланців, в’язкість, охолодження або змащування, залежить від багатьох факторів. Однорідність і стабільність якості мають найвищу важливість. Ультразвукове зсувне змішування є дуже ефективним у виробництві однорідних розподілів розміру частинок і, отже, кращого диспергування та стабільності емульсії. Це запобігає фазовому розшаруванню або осіданню під час зберігання, транспортування або перебування в шламонакопичувачах.
Сьогодні специфікації бурових розчинів часто змінюються. Ультразвукові реактори Hielscher дуже адаптивні до змін у формуляції бурових рідин. Змінивши традиційне партійне змішування на ультразвукове вбудоване однопрохідне змішування, ви можете виготовляти різні типи бурових розчинів на тій самій ультразвуковій машині. Це допомагає зменшити запаси та час зберігання на полицях.
Диспергування звичайних глин (наприклад, бентоніту) та спеціально оброблених орофільних глин у рідинах створює дуже в’язкі, тиксотропні або псевдопластичні гелі та суспензії. При дії високого ультразвукового зсуву в’язкість падає до стану вільної течії. Це полегшує диспергування та обробку. З цієї причини ультразвукова обробка є дуже ефективною для змішування тиксотропних і псевдопластичних суспензій. Ультразвукова обробка призводить до кращого диспергування частинок / пластин бентоніту та покращених гелеутворювальних характеристик. Для отримання додаткової інформації про ультразвукове диспергування бентоніту, будь ласка, натисніть тут!
Ультразвукове диспергування бентоніту (виконано за допомогою ультразвукового змішувача UIP2000hdT)
Реологічні модифікатори, загусники та стабілізатори (наприклад, камеді, гліколь, карбоксиметилцелюлоза, поліаніонна целюлоза (PAC) або крохмаль) потребують хорошого диспергування для максимальної ефективності. Для отримання додаткової інформації про ультразвукове диспергування загусників, таких як ксантанова камедь і гуарова камедь, будь ласка, натисніть тут!
Утяжнювальні агенти, такі як сульфіт барію (барит), не повинні розшаровуватися з розчином під час зберігання, транспортування або буріння. Відповідно до закону Стокса, менші частинки осідають повільніше або взагалі не осідають. Ультразвукове диспергування уникає утворення великих агломератів, які можуть спричинити нестабільність дисперсії. Диспергування системи може збільшити її толерантність до твердих речовин, роблячи можливим утяжелення до 20 фунтів/галон (US) або 2,4g/cm3.
Дегазація бурового розчину
Під час приготування бурових розчинів порошок бентонітової глини та інші порошки добавок вносять багато повітря в буровий розчин. Цей газ захоплюється в рідких системах і може спричинити розшарування та втрату ефективності емульгатора або стабілізатора. Повторювані стиснення (цикли високого тиску) та розрідження (цикли низького тиску) під час ультразвукової обробки дозволяють розчиненим газам мігрувати та утворювати маленькі мікробульбашки. Ультразвукові хвилі потім змушують газові мікробульбашки коалесціювати. Високий ультразвуковий кавітаційний зсув знижує в’язкість псевдопластичних і тиксотропних бурових флюїдів. Це дозволяє бульбашкам повітря підніматися швидше. Це призводить до кращого розділення газів у наступних сепараторних баках або вакуумній дегазації. Дегазація збільшує вагу розчину, знижує в’язкість і проблеми з розшаруванням. Менше газових бульбашок зменшує використання емульгаторів, стабілізаторів, поверхнево-активних речовин або диспергаторів. Це знижує вартість за барель. Зменшення вмісту газу також може стримати ріст аеробних мікроорганізмів.
Водний буровий розчин до та після ультразвукової дегазації за допомогою UIP1000hd
Дослідження та фото Amani et al. 2016
Розробка та адаптація формуляції бурового розчину
Нові нормативні акти обмежують кількість певних хімікатів, що використовуються в розчинах, щоб мінімізувати вплив на навколишнє середовище. Це вимагає адаптації формуляцій до нової нормативної бази. Ультразвукова обробка може допомогти вам максимізувати ефективність компонентів бурового розчину, щоб ви могли використовувати менше та дешевших матеріалів. Hielscher пропонує тестування формуляції бурових розчинів у нашій лабораторії. Включаючи вимірювання кінематичної в’язкості при різних температурах зі зсувом і без нього.
Конструкція важкого типу для промислового використання
Ультразвукові реактори Hielscher можуть обробляти більші та абразивні частинки або агломерати. Тому ви можете починати з агломерованої насосної суспензії або компонентів бурового розчину. При змішуванні порошків і частинок у рідині ультразвукові зонди демонструють значно менший абразивний знос, ніж роторно-статорні змішувачі або гомогенізатори високого тиску. Ультразвукові зонди Hielscher виготовлені з титану марки 5 для підвищеної корозійної стійкості, наприклад, коли морська вода використовується в WBM замість прісної води. Ультразвукові реактори не мають роторних ущільнень або підшипників. Ультразвукові змішувачі Hielscher є промислового класу для важких умов використання – на суші та на морі (платформа). Зазвичай ультразвукові реактори орієнтовані вертикально для мінімальної займаної площі.
Використання ультразвукового змішування в нафтогазовій промисловості виходить далеко за межі бурових розчинів.
- Дегазація стічних вод і процесних флюїдів
- Змішування з поглиначами (наприклад, поглиначами H2S) або захисними хімікатами, такими як інгібітори накипу та корозії
- Зменшення часу схоплювання цементу для швидшого цементування
- Ультразвукове приготування насиченого розсолу або форміатного розсолу
- Зменшення бактеріальної активності в бурових розчинах
- Наступна переробка нафти, наприклад, десульфуризація
- Підготовка зразків нафти та осаду
Література / Посилання
- 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.