logo
專注油氣領域
與獨立思考者同行

【本周專題:油田化學】立式鉆屑干燥器,你真的了解嗎?

【本周專題:油田化學】立式鉆屑干燥器,你真的了解嗎?

該技術可將WOC及OOC的含水量由25%降至2.5%。

來自 | Elgin Separation Solutions
編譯 | 張德凱 影子

如果離心機得到合理的使用,它們會提高鉆井液的使用性能,從而提高鉆井效率。離心機能夠保持鉆井液的使用性能,還能降低鉆井液損耗和添加劑成本。

盡管離心機具有諸多優點,但在鉆井技術的快速發展過程中,以離心技術為基礎的碎屑控制系統并沒有兌現其全部應用潛力。上述問題主要由兩方面原因造成:首先,作為第一道處理工藝的泥漿振篩器無法有效清除鉆井碎屑,大量的固體雜質進入泥漿循環系統;其次,第二道處理工藝,即碎屑控制離心機,只能處理整個泥漿循環量的25%。

隨著技術不斷發展,現代鉆探設備更要持續以油藏更深、速率更快、鉆進時間更長來制定標準。同樣,隨著全球油氣產量的不斷提升,碎屑控制系統產生的廢固、廢液量顯著增加。油氣行業從未面臨如此緊迫的局面,如何建立一個有效的固體控制系統,優化鉆井液組成,實現鉆井碎屑分離是一個必須解決的問題。如果能夠合理使用立式碎屑干燥器(VCD),可以顯著降低廢棄物處置成本、減少處理過程泥漿損失量、提高鉆井液處理效率,發揮泥漿振動篩和離心機的全部應用潛能?,F在,只需要常規臥螺離心機系統的投入,就可實現上述所有功能。

VCD的應用

常規的流線型泥漿振動篩過濾得到的碎屑油含量(OOC)或水含量(WOC)高達25%。以該數據為基礎,保守估計,由于碎屑清理不徹底,平均每口井每分鐘就會損失5加侖鉆井液,如果每天鉆井10H,每口井就會損失3000加侖鉆井液(71桶)。

與常規泥漿振動篩不同,VCD專用于解決分離不徹底的問題,有效回收依附于鉆井碎屑的鉆井液。實際應用中,VCD的安裝原則是使泥漿振篩器分離后的碎屑馬上注入VCD中,回收鉆井液,一般來說,鉆井碎屑與鉆井液接觸時間越短,VCD的分離回收效率就更高。

臥螺離心機與VCD有很多相似之處,然而他們的效果卻大相徑庭。離心機主要用于廢固的分離,固體碎屑一般稱為溢流(也稱為濾餅、固體出料),回收液稱之為底流(或離心分離液)。

與臥螺離心機不同,VCD主要用于回收固體廢棄物中高價值的鉆井液。對VCD來說,回收得到的鉆井液相當于臥螺離心機得到的離心分離液(濾液),固體廢物則為底流,或固體出料。與臥螺離心機相同的是,濾液中含有大量的鉆井液和超細微固體碎屑,而固體出料中鉆井液含量極低,大部分為粗糙顆粒。二者的處理目標都是盡可能降低底流(固體出料)中的鉆井液含量,其干燥程度越高,鉆井液回收率越高。

由于泥漿振篩器得到的固體出料中顆粒大部分為表面潤濕型,這些顆粒種類很多,包括膠狀物質和粗糙顆粒。因此,當碎屑進入VCD后,在離心力的作用下,覆蓋在碎屑表面的鉆井液有90%以上都會被回收。

在以往的VCD技術中,能夠將OOC/WOC液體含量由25%降低至2.5%并不常見。如果要達到這一目標,離心分離液中的細微顆粒必須盡量除去,一般可通過高速臥螺離心機或鉆機配備的重晶石雙離心分離器實現,以此達到鉆井液回收利用、重新注入泥漿系統的目的。

VCD應用挑戰

考慮到VCD投入使用后即可獲得收益回報,其應用應該得到推廣,而事實并非如此,VCD并不是當前鉆機的標配,究其主要原因如下:

1.水基泥漿(WBM)應用難題

直到2014年,VCD技術都不能用于處理水基鉆井液。然而,隨著新型過濾介質技術的發展,VCD技術在WBM和OBM(油基泥漿)鉆井環境中都可以使用。

2.膠體顆粒處理難題

在VCD技術的發展和應用過程中,膠體顆粒一直被人們視為VCD技術發展的“攔路虎”。根據以往的研究,膠體顆粒的阻礙作用具有一定的理論基礎,因為較老的VCD系統中發揮主要作用的是濾餅,在這種情況下,隨著膠體顆粒在濾網內表面聚集,濾餅逐漸被磨蝕掉。而現在,VCD系統已經放棄了老式的濾餅技術,膠體顆粒的影響也發生了作用,過濾器對于顆粒的耐受性更高,液流通過時都會起到清洗過濾器的作用。

3.對于大型服務商而言 VCD違背常規商業模式

通過使用VCD,鉆井液回收率提高,損失量大幅減少,意味著泥漿購買量隨之降低。而就服務商的利益而言,通過提供VCD技術,服務商的泥漿收益將會降低5%。

4.缺乏技術推廣信息

盡管VCD的應用歷史可追溯至20年前,VCD也已經覆蓋世界上超過25%的鉆機,但對大部分油氣市場而言,VCD的宣傳還不夠。

利用VCD解決碎屑控制中的常見問題

在鉆井作業過程中,鉆井液的品質不可避免的會降低,但從理論上來講,這一過程是可以推遲或避免的。然而,當前的碎屑控制技術還難以達到這一目標。造成這一結果的主要原因有兩個:一是泥漿振篩器濾網過于粗糙;二是離心機分離得到的碎屑中濕度太大,達到25%。

大多數鉆機配備的振篩器濾網目數太低(按照API濾網標準,目數低于140),另外一方面,目數低的濾網應用壽命較長,可以降低成本。

目前大多數鉆機的鉆井液循環速率為800~1200gpm(加侖/分鐘),但最大型的離心機處理量也只有100~300gpm,所以,在實際應用中,大多數離心機只能處理全部鉆井液循環量的25%。而實際情況確實,現代鉆井技術產生的膠體顆粒和超細微顆粒含量越來越高,采用自然降解機理的固體控制系統分離效率無法全部移除碎屑。

在以上因素的綜合影響下,采用粗糙濾網的泥漿振篩器無法達到固體碎屑有效控制的目的,即使大多數鉆機上配備了離心機,其效率也不足以彌補振篩系統的不足。在過去的20年間,鉆井液操作系統效率已得到顯著提高,然而,當前的大多數鉆機并沒有對技術進行更新,仍在采用14in的碎屑分離離心機。在過去的20年間,14in分離器在尺寸方面具有一定的優勢,但以目前的技術手段來說,這種優勢已經不復存在了。

結論

在鉆井平臺上部署VCD最具成本效益、經現場驗證、最有效的廢棄物控制方案。常規泥漿振篩器的固體出料中OOC/WOC濕度高達25%,因此,在10小時的鉆井工作內,開發商將會損失3000加侖(71桶)鉆井液。假設鉆井液的成本為50美元/桶,那么開發商每天的損失將高達3500美元。

假設VCD以90%的回收率工作,開發商會降低約3200美元的成本,相當于64桶鉆井液重新投入泥漿系統。如果每月鉆井作業10天,開發商在一年內的收益就可收回VCD成本,包括干燥器模塊、可伸縮支架、控制面板、碎屑進料系統、碎屑回收系統等。

然而,提高鉆井液回收率、降低其成本只是VCD應用的優勢之一,假設鉆井液密度為10磅/加侖,那么64桶鉆井液的回收也意味著廢水的處理量可降低27000磅。

在多數情況下,27000磅廢水是一天的廢水處理量,不僅環境受到的影響更小,也進一步節約了鉆井作業的日開銷。VCD處理得到的廢棄物含水量更低,對于后續的處理來說(如熱處理),干燥程度越高的廢棄物能耗越低,因此后續的處理成本也更低。

更重要的是,如果與適合的碎屑控制系統聯合使用,VCD技術會顯著增加泥漿振篩器對超細微顆粒的處理能力,阻止鉆井碎屑重新進入循環泥漿系統,而進入循環系統的碎屑量越少,離心分離系統的壓力越低,性能越好。

振篩器改進與離心系統的聯合應用會顯著提高循環鉆井液的性能,這對于提高鉆進速率(ROP)、降低鉆頭/泥漿泵及相關設備的磨損都有非常重要的意義。實際上,如果使用得當,VCD還能提高固體控制系統的效率,優化鉆井液性質,通過提高ROP、濾餅穩定性,降低鉆頭扭矩要求及鉆桿阻力,鉆機使用性能會明顯增加。

您也有讓人撓頭的難題需要解決,或是優質技術想要找應用市場嗎?如果有的話,歡迎聯系小編微信或郵箱,也許能找到一劑良藥。

二丫:131-3255-0596;zhanglingyu@raiborn.com
大安:131-3203-1392;lishian@raiborn.com

For English, Please click here (展開/收縮)

未經允許,不得轉載本站任何文章:

av无码毛片久久精品白丝,国产成本人h动漫无码欧洲,成人无码影片精品久久久,亚洲一区无码精品网站性色