Innovativa vätskor utan fasta partiklar som uppfyller kraven för dagens djupvattenkompletteringar
Av Samy Helmy | 25 mars 2021
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.
Bitter Crystals & Legacy Brines
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.
Crystal Blue Persuasion
TETRA Technologies har utvecklat en serie högdensitetsvätskor med låg kristallisationstemperatur som är miljövänliga, kostnadseffektiva, lättillgängliga och utgör ett fullgott alternativ till zinkbromid- och cesiumformiatvätskor. Dessa vätskor marknadsförs under namnet TETRA Neptune och är idealiska som kompletteringsvätskor för djuphavs- och högtrycksprojekt. TETRA Neptune-vätskor finns i monovalenta och divalenta former upp till 15,7 lb/gal respektive 17,5 lb/gal. Varje TETRA Neptune-vätska har ett neutralt till svagt alkaliskt pH-värde, är stabil vid de temperaturer som förväntas i de flesta HP/HT-projekt och består av lättillgängliga eller förnybara material. Ingen specialutrustning krävs för att blanda, lagra eller använda TETRA CS Neptune-vätskor.
Utvecklingen av våra ursprungliga TETRA Neptune-vätskor inleddes 2014 och fortsätter än idag, då vi strävar efter att utveckla ytterligare vätskor med ännu högre densitet och större temperaturstabilitet, såsom visas i tabell 1. Vår fortsatta utveckling av TETRA Neptune-familjen av vätskor kommer inte att äventyra våra ursprungliga mål för dessa vätskors miljömässiga och operativa acceptans.
| PRODUKT | MAXIMAL TÄTHET | TEMPERATURSTABILITET |
|---|---|---|
| TETRA Neptune | 15,4 ppg (1,84 g/ml) | >350 °F (177 °C) |
| TETRA Neptune HDD | 15,7 ppg (1,88 g/ml) | 290 °F (143 °C) |
| TETRA Neptune XHDD | 17,5 ppg (2,10 g/ml) | >350 °F (177 °C) |
| TETRA Neptune HDM | 13,1 ppg (1,57 g/ml) | >350 °F (177 °C) |
| TETRA Neptune XHDM | 15,7 ppg (1,88 g/ml) | >350 °F (177 °C) |
TABELL 1 – Sammanfattning av TETRA Neptune tvåvärda och envärda vätskor
Framgång i vågor
Den ursprungliga TETRA Neptune-vätskan har nu använts framgångsrikt i ett antal ultradjupa vattenbrunnar som ett alternativ till cesiumformiat och zinkbromidbrine. Vätskan användes för första gången i Mexikanska golfen 2015. Kompletterings- och packningsvätskor med densiteter mellan 14,4 och 14,9 lb/gal krävdes. Projektets vattendjup översteg 7 000 fot, mudline-temperaturen var 40 °F och bottenhålstemperaturen var 265 °F. TETRA Neptune-vätskan som utformats för detta projekt testades noggrant före användning för att verifiera dess stabilitet och kompatibilitet med borrhålsutrustning och reservoaren. Vätskans prestanda var exemplarisk under testfasen och har fortsatt på samma nivå i varje efterföljande fältapplikation.
Mångsidighet för kompletteringsvätskor och fastställande av en branschstandard
Även om TETRA Neptune-vätskor främst har utvecklats som kompletterings-/packningsvätska, kan de också användas som baslösning för borrvätskor med hög densitet och låg halt av fasta ämnen eller som bärvätska för filterkaksbrytare.
Sedan introduktionen 2014 har TETRA Neptune-vätskorna levererat exceptionella driftsresultat och etablerat sig som den optimala kemiska sammansättningen för vätskor för HP/HT-projekt på djupt vatten. 2020 var vi stolta över att tilldelas Hart’s Meritorious Engineering Award för våra TETRA Neptune-vätskor.
Vårt team svarar gärna på dina frågor eller ger mer detaljerad information, vänligen maila oss här.
