Máy trộn siêu âm để khoan bùn và chất lỏng đóng gói
Chất lỏng khoan (khoan bùn) được sử dụng để hỗ trợ khoan giếng dầu, giếng khí đốt tự nhiên, giếng thăm dò (giếng mèo hoang) hoặc giếng nước. Lò phản ứng siêu âm là một công nghệ hiệu quả để trộn, phân tán, nhũ hóa và khử khí bùn gốc nước (WBM, nước), bùn gốc dầu (OBM, không chứa nước) hoặc bùn tổng hợp (SBM).
Công thức và chất lượng nhất quán của bùn khoan là một yếu tố quan trọng trong các hoạt động khoan ngày nay. Thành phần và đặc tính của bùn ảnh hưởng đến sự ổn định của lỗ khoan, bôi trơn, làm mát và tốc độ khoan thâm nhập. Ngay cả những vấn đề nhỏ với chất lỏng khoan cũng có thể dừng toàn bộ hoạt động khoan. Áp lực quá mức do bùn khoan quá dày đặc hoặc quá nặng có thể gây mất lưu thông đáng kể.
WBM thường được làm bằng nước ngọt, nước biển, hoặc nước muối (bão hòa hoặc formate) và đất sét và polyme tự nhiên. OBM và SBM là các hệ nhũ tương đảo ngược có gốc dầu (diesel, dầu khoáng) hoặc bazơ tổng hợp (olefin và parafin) là pha liên tục (bên ngoài) và nước muối là pha phân tán (bên trong). Nhũ tương phải đủ ổn định để chịu được sự bổ sung của dòng nước hạ lưu. Ít phổ biến hơn nước trong dầu (bùn nhũ tương dầu ngược) là dầu trong nước (bùn nhũ tương dầu). Nhũ tương siêu âm hoạt động cho cả hai loại nhũ tương và đạt được sự ổn định điện tốt của nước muối bên trong hoặc pha nước.
Lò phản ứng siêu âm Hielscher là máy trộn cắt cavitational rất hiệu quả và cường độ cao để sử dụng sản xuất. Nói chung, các lò phản ứng siêu âm được sử dụng nội tuyến để xử lý thông lượng cao một lần hoặc xử lý hàng loạt tuần hoàn.
Bạn có thể sử dụng trộn siêu âm để
- Sản xuất phụ gia
- Chuẩn bị hạt nhựa nồng độ cao
- Trộn chất lỏng khoan sẵn sàng sử dụng hoặc chất lỏng đóng gói
- Bùn khoan khử khí
- Phát triển và xây dựng bùn khoan tốt hơn
MultiSonoReactor MSR-4 là một bộ đồng nhất nội tuyến công nghiệp phù hợp cho sản xuất công nghiệp bùn khoan. Sonication được sử dụng để phân tán và khử khí của chất lỏng khoan.
Sản xuất phụ gia bùn khoan
Việc sản xuất hóa chất và phụ gia, chẳng hạn như bùn polymer lỏng được hưởng lợi từ khả năng xử lý cao và tính linh hoạt của trộn cắt siêu âm. Trộn siêu âm giải phóng toàn bộ tiềm năng của các chất phụ gia, chẳng hạn như chất nhớt, chất khử dịch lọc hoặc phụ gia polymer. Siêu âm cavitation hydrat hóa bột nhanh chóng và hoàn toàn trong quá trình khoan trộn bùn.
Để trộn nhũ tương lỏng / lỏng, Hielscher MultiPhaseCavitator cải thiện sự pha trộn nội tuyến của hai pha trong vùng cắt xâm thực mạnh. Để biết thêm thông tin về MultiPhaseCavitator, vui lòng nhấp vào đây!
Trộn siêu âm cải thiện việc chuyển khối lượng ở các lớp ranh giới hoặc các hạt trong chất lỏng. Điều này làm giảm thời gian cần thiết để chuẩn bị nước muối hoặc nước muối bão hòa, ví dụ như nước muối canxi clorua, nước muối canxi bromide, nước muối kẽm bromide, hoặc nước muối kali và cesium formate.
Masterbatches của đất sét hoặc phụ gia
Bạn có thể sử dụng trộn cắt siêu âm để tạo ra các lô chính nồng độ cao hoặc mật độ cao (ví dụ như canxi cacbonat (phấn), chất khử mùi hoặc chất nhặt rác) trước khi thêm chúng vào công thức bùn khoan cuối cùng.
Sản xuất chất lỏng khoan và chất lỏng đóng gói
Hiệu suất khoan bùn, chẳng hạn như độ ổn định đá phiến, độ nhớt, làm mát hoặc bôi trơn phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Tính đồng nhất và nhất quán về chất lượng là vô cùng quan trọng. Trộn cắt siêu âm rất hiệu quả trong sản xuất phân phối kích thước hạt đồng đều và do đó phân tán tốt hơn và ổn định nhũ tương. Điều này ngăn chặn sự tách pha hoặc lắng đọng trong quá trình lưu trữ, vận chuyển hoặc trong khi ở trong hố bùn.
Ngày nay thông số kỹ thuật bùn khoan thay đổi thường xuyên. Lò phản ứng siêu âm Hielscher rất thích nghi với việc khoan thay đổi công thức chất lỏng. Bằng cách thay đổi từ trộn hàng loạt truyền thống sang trộn nội tuyến siêu âm, bạn có thể tạo ra các loại bùn khoan khác nhau trên cùng một máy siêu âm. Điều này giúp giảm hàng tồn kho và thời gian lưu trữ kệ.
Sự phân tán của đất sét thông thường (ví dụ bentonite) và đất sét ưa hữu cơ được xử lý đặc biệt trong chất lỏng tạo ra gel và bùn có độ nhớt, thixotropic hoặc cắt mỏng. Khi tiếp xúc với cắt siêu âm cao, độ nhớt giảm xuống trạng thái chảy tự do. Điều này tạo điều kiện cho việc phân tán và xử lý. Vì lý do này, sonication rất hiệu quả cho việc trộn bùn thixotropic và cắt mỏng. Sonication kết quả trong sự phân tán tốt hơn của các hạt bentonite / tiểu cầu và cải thiện đặc tính gelling. Để biết thêm thông tin về sự phân tán siêu âm của bentonite, xin vui lòng bấm vào đây!
Siêu âm phân tán bentonite (thực hiện với máy trộn siêu âm UIP2000hdT)
Các chất điều chỉnh lưu biến, chất làm đặc và chất ổn định (ví dụ như nướu, glycol, carboxymethylcellulose, cellulose polyanion (PAC) hoặc tinh bột) đòi hỏi sự phân tán tốt để có hiệu quả tối đa. Để biết thêm thông tin về sự phân tán siêu âm của chất làm đặc, chẳng hạn như kẹo cao su xanthan và kẹo cao su guar, vui lòng nhấp vào đây!
Các tác nhân trọng lượng, như bari sulfite (barite) không được tách ra khỏi bùn trong quá trình lưu trữ, vận chuyển hoặc khoan. Theo định luật Stokes, trầm tích các hạt nhỏ hơn chậm hơn hoặc hoàn toàn không. Siêu âm phân tán tránh các khối kết tụ lớn hơn, có thể gây ra sự mất ổn định phân tán. Phân tán một hệ thống có thể làm tăng khả năng chịu đựng chất rắn, làm cho nó có thể lên đến 20 lb / gallon (US) hoặc 2,4g / cm3.
Khử khí của bùn khoan
Khi chuẩn bị bùn khoan, bột đất sét bentonite và các loại bột phụ gia khác đưa rất nhiều không khí vào bùn khoan. Khí này bị mắc kẹt trong các hệ thống chất lỏng và có thể gây ra sự tách biệt và mất hiệu suất chất nhũ hóa hoặc chất ổn định. Nén lặp đi lặp lại (chu kỳ áp suất cao) và hiếm gặp (chu kỳ áp suất thấp) trong quá trình siêu âm cho phép khí hòa tan di chuyển và hình thành microbubbles nhỏ. Sóng siêu âm sau đó buộc các vi bong bóng khí kết hợp lại. Cắt cavitational cao siêu âm làm giảm độ nhớt của chất lỏng khoan cắt mỏng và thixotropic. Điều này cho phép bọt khí nổi lên nhanh hơn. Điều này dẫn đến việc tách khí tốt hơn trong các bể tách hạ lưu hoặc khử khí chân không. Khử khí làm tăng trọng lượng bùn, giảm độ nhớt và các vấn đề tách. Ít bong bóng khí làm giảm việc sử dụng chất nhũ hóa, chất ổn định, chất hoạt động bề mặt hoặc chất phân tán. Điều này làm giảm chi phí cho mỗi thùng. Việc giảm hàm lượng khí cũng có thể hạn chế sự phát triển của vi khuẩn hiếu khí.
Bùn khoan gốc nước trước và sau khi khử khí siêu âm với UIP1000hd
Nghiên cứu và hình ảnh của Amani et al. 2016
Phát triển và thích ứng với công thức bùn khoan
Các quy định mới hạn chế lượng hóa chất được sử dụng trong bùn để giảm thiểu tác động môi trường. Điều này đòi hỏi sự thích ứng của các công thức với khung pháp lý mới. Ultrasonication có thể giúp bạn tối đa hóa hiệu suất của khoan các thành phần bùn, vì vậy bạn có thể sử dụng vật liệu ít hơn và chi phí thấp hơn. Hielscher cung cấp thử nghiệm công thức bùn khoan trong phòng thí nghiệm của chúng tôi. Bao gồm các phép đo độ nhớt động học ở các nhiệt độ khác nhau có và không có cắt.
Thiết kế hạng nặng cho sử dụng công nghiệp
Lò phản ứng siêu âm Hielscher có thể xử lý các hạt hoặc kết tụ lớn hơn và mài mòn. Do đó, bạn có thể bắt đầu với một bùn có thể bơm kết tụ hoặc khoan các thành phần bùn. Khi trộn bột và các hạt vào chất lỏng, đầu dò siêu âm cho thấy mài mòn ít hơn nhiều so với máy trộn rôto-stato hoặc đồng nhất áp suất cao. Đầu dò siêu âm Hielscher được làm bằng titan lớp 5 để tăng cường khả năng chống ăn mòn, ví dụ như khi nước biển được sử dụng trong WBM thay vì nước ngọt. Lò phản ứng siêu âm không có con dấu quay hoặc vòng bi. Máy trộn siêu âm Hielscher là cấp công nghiệp để sử dụng nặng – trên bờ và ngoài khơi (giàn khoan). Nói chung, các lò phản ứng siêu âm được định hướng theo chiều dọc cho một dấu chân nhỏ.
Việc sử dụng trộn siêu âm trong ngành công nghiệp dầu khí mở rộng vượt ra ngoài việc khoan bùn.
- Khử khí nước thải và chất lỏng xử lý
- Trộn lẫn với người nhặt rác (ví dụ: người nhặt rác H2S) hoặc hóa chất bảo vệ, chẳng hạn như chất ức chế cặn và ăn mòn
- Giảm thời gian thiết lập xi măng để xi măng nhanh hơn
- Chuẩn bị siêu âm nước muối bão hòa hoặc nước muối formate
- Giảm hoạt động của vi khuẩn trong bùn khoan
- Chế biến dầu hạ nguồn, ví dụ như khử lưu huỳnh
- Chuẩn bị mẫu dầu và trầm tích
Văn học / Tài liệu tham khảo
- 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.