Innovativa vätskor utan fasta partiklar som uppfyller kraven för dagens djupvattenkompletteringar
Av Samy Helmy | Vice President, Fluids & Completion Services | 25 mars 2021
Valet och valideringen av en kompetent färdigställnings-/packervätska är en kritisk aktivitet under planeringen av HP/HT-projekt (högt tryck/hög temperatur) på djupt vatten.
Det är känt att vätskor som innehåller fasta partiklar tränger in i reservoarens poröppningar, vilket leder till betydande minskningar av reservoarens produktivitet. Dessa reservoarskador är vanligtvis mycket kostsamma och i värsta fall omöjliga att reparera. Fasta partiklar i en kompletteringsvätska kan också infiltrera kompletteringsutrustning och verktyg och orsaka funktionsstörningar. Därför rekommenderas alltid kompletteringsvätskor som är fria från fasta ämnen.
Bittra kristaller och äldre saltlösningar
Densiteten hos de flesta fasta, fria saltlösningar för oljefält kan ökas över den vanliga leveransdensiteten genom att helt enkelt tillsätta mer torrt saltlösningssalt. Denna ökning av densiteten åtföljs dock alltid av en ökning av saltlösningens kristallisationstemperatur. Kristallisering av saltlösningar i ett borrhål kan leda till problem med brunnskontrollen och/eller betydande driftförseningar. Kristallisationstemperaturen för de flesta saltlösningar med hög densitet(dvs. de som ligger över den eutektiska densiteten) stiger med ökat tryck i borrhålet. Djupvattenprojekt innebär en förhöjd risk för kristallisationsproblem eftersom saltlösningen i botten av stigröret (på havsbottnen) utsätts för både låga temperaturer och höga tryck. Kompletteringsvätskor för djupvattenprojekt ska därför vara fria från fasta partiklar och ha en kristallisationstemperatur under tryck som är lägre än den som förväntas i borrhålet under alla förväntade operationer, t.ex. tester av utblåsningsskydd.
Historiskt sett har zinkbromid och cesiumformiat ofta specificerats som kompletteringsvätskor för HP/HT-projekt på djupt vatten. Även om dessa vätskor har använts framgångsrikt innebär båda vätskorna betydande problem. Zinkbromid klassificeras nu som en marin förorening på grund av dess giftighet för marina arter, och användningen är därför förbjuden eller begränsad i många områden. Cesiumformiat anses vara miljömässigt godtagbart, men det är dyrt, tillgången är begränsad och ett antal stora internationella oljebolag har fastställt att formiatlösningar i vissa tillämpningar är olämpliga att använda som packningsvätska på grund av risken för katastrofala rörbrott till följd av väteinducerad sprickbildning.
Kristallblå övertalningsförmåga
TETRA Technologies har utvecklat en serie kompletteringsvätskor med hög densitet och låg kristallisationstemperatur som är miljömässigt acceptabla, kostnadseffektiva, lättillgängliga och utgör ett bra alternativ till zinkbromid- och cesiumformiatvätskor. Dessa vätskor marknadsförs under namnet TETRA CS Neptune® och lämpar sig utmärkt som kompletteringsvätskor för djupvatten- och högtrycksprojekt. TETRA CS Neptune-vätskorna finns i monovalenta och divalenta former upp till 15,7 lb/gal respektive 17,5 lb/gal. Alla TETRA CS Neptune-vätskor har neutralt till svagt alkaliskt pH, är stabila vid de temperaturer som förväntas i de flesta HP/HT-projekt och består av lättillgängliga eller förnybara material. Ingen specialiserad riggutrustning krävs för att blanda, lagra eller använda TETRA CS Neptune-vätskorna.
Utvecklingen av våra ursprungliga TETRA CS Neptune-vätskor inleddes 2014 och fortsätter i dag när vi försöker utveckla ytterligare vätskor med ännu högre densitet och större temperaturstabilitet (se tabell 1). Vår fortsatta utveckling av TETRA CS Neptune-familjen av vätskor kommer inte att äventyra våra ursprungliga mål för miljö- och driftsacceptans för dessa vätskor.
TABELL 1 - Sammanfattning av TETRA CS Neptune Divalenta och Monovalenta vätskor
Framgång i vågor
Den ursprungliga TETRA CS Neptune-vätskan har nu framgångsrikt använts i ett antal brunnar på ultradjupt vatten som ett alternativ till cesiumformiat och zinkbromid. Den första användningen av vätskan ägde rum i Mexikanska golfen 2015. Kompletterings- och packningsvätskor med densiteter på mellan 14,4-14,9 lb/gal krävdes. Projektets vattendjup översteg 7.000 fot, mudline-temperaturen var 40 °F och temperaturen i bottenhålet var 265 °F. TETRA CS Neptune-vätskan som utformats för detta projekt testades ingående före användning för att verifiera dess stabilitet och kompatibilitet med borrhålsutrustningen och reservoaren. Vätskans prestanda var exemplarisk under testfasen och har fortsatt på den nivån i varje efterföljande fältapplikation.
Mångsidighet för kompletteringsvätskor och fastställande av en branschstandard
Även om TETRA CS Neptune-vätskorna främst utvecklats som kompletterings- och packningsvätskor kan de också användas som basbrine för reservoarborrvätskor med hög densitet och låg fast substanshalt eller som bärarvätskor för filterkakbrytare.
Sedan introduktionen 2014 har sortimentet av TETRA CS Neptune-vätskor levererat exceptionella operativa resultat och har etablerat sig som den optimala kompletteringsvätskekemin för HP/HT-projekt på djupt vatten. Under 2020 var vi stolta över att tilldelas Hart's Meritorious Engineering Award för våra TETRA CS Neptune-vätskor.
Vårt team svarar gärna på dina frågor eller ger detaljerad information, vänligen maila oss här.
