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MudCube成为传统振动筛的颠覆者

MudCube成为传统振动筛的颠覆者

Cubility公司的封闭式固控系统MudCube,利用离心力与高速气流将钻井液中的岩屑分离出来,能够减少钻井液损耗,还可使岩屑更干燥更便于运输。

来自丨E&P
编译丨TOM 影子

目前油气行业着眼于提高效率、降低成本以及达到产量目标,因此钻井液市场是油气上游行业中最盈利的板块之一。根据行业分析机构Research and Markets的数据,预计到2025年全球钻井液市场价值将超过100亿美元,高于2016年的76亿美元估值。

钻井液在钻井作业中发挥着至关重要的作用——通过悬浮岩屑、冷却与润滑钻头、提供浮力并将岩屑返送到地面来促进钻井过程。

性能优越的钻井液可提高机械钻速,降低ECD(钻井液循环当量密度),并且在循环停止时能够保持岩屑处于悬浮状态,所有这些对于防止岩屑积聚导致的卡钻都至关重要。

然而,正如钻井液对油气上游业务的重要程度不断增加一样,围绕他们的挑战也在增加。

新的环境标准

随着井眼复杂性的增加,也出现了更严格的废物排放标准。作业人员必须综合考虑钻井液效率、产生的岩屑数量、处理成本与环境影响。监管机构包括英国的东北大西洋海洋环境保护公约组织,该组织专注于保护东北大西洋的环境与资源,还有美国国家海洋和大气管理局以及加拿大石油生产商协会,该协会对岩屑与废弃钻井液的处置有严格的标准。

还有一个需要降低钻井液损耗的经济理由,那就是废物处置方面具有显著节约成本的潜力。例如,在挪威大陆架(NCS)上,钻井废弃物的处理价格保守估计为每吨1580至1750美元,在陆上处理成本也很大。

正是在这种行业背景下,钻井液性能以及随之产生的岩屑等钻井废弃物量,成为了作业人员面临的主要问题。

有效技术

多年来,振动筛一直是海上与陆上用于维护钻井液性能与固体分离的成熟技术,通过振动与重力可以将固体过滤出来,排放或处理,然后将清洁的钻井液重新泵入到循环系统中。

然而,尽管业内运用该技术已达数十年,但振动筛往往处理程度太高,它们能够将钻出的固体分解成极细的颗粒,但同时也降低了去除它们的能力,从而增加了钻井液中的固体含量并降低了钻井液的性能。

其次,振动筛通常会导致大量的钻井液流失,同时会产生大量钻井废弃物(钻井液与岩屑),而且会减少循环系统中再利用钻井液的量。

Cubility公司的封闭式固控系统MudCube能够有效提高固体清除效率,减少钻井液损耗,最大限度地减少废物量并保持钻井液完整性能,这种选择可替代泥浆振动筛。

该系统通过一个旋转过滤带将钻井液 “甩干”,而不是像传统振动筛那样依靠重力。这是利用高速气流将岩屑从钻井液中分离出来,然后将清洁后的钻井液重新泵入到循环系统中,并将岩屑运移至过滤带上方,排出或除去。

改进的岩屑分离功能使钻井液性能更好,因此减少了维持钻井液性能所需的化学品,并且凭借其稳定的性能,可获得更高的机械钻速,减少卡钻事故,提高钻井效率。与别的技术相比,该系统的岩屑分离效果更好,还可确保回收80%以上的钻井液,如果装配在200个钻井平台上,可节省相当多的费用。

随着更多的钻井液泵入到循环系统,不但可以减少废物处理量,而且使废物更易于处理。因为该系统筛出的岩屑几乎是干燥的,岩屑中流体的体积占比降至30%以下,岩屑中油的体积比更是低至5%。对于这些更加干燥、低含油的岩屑,其处理成本更低且对环境影响更小。综上,对于钻机承包商来说,该系统意味着钻机可以获得更高的经济效益与更清洁的钻井液。

海上应用

最近,有几套MudCube系统应用在欧洲与北美,其中一个就是运用在NCS(挪威大陆架)上井深最深的井。由Total E&P Norge公司运营的Maersk Gallant自升式钻井平台正在使用三套MudCube系统,并于2016年7月钻探了Solaris油田超高温高压井,该井垂深达5941米(19491英尺)。

Total E&P Norge公司在其钻井作业中运用了MudCubes系统,提高了钻井效率,减少了钻井液损失,将更多的钻井液注回储罐以供再次使用,分离出的岩屑更干燥更易处理且成本更低。

Johan Sverdrup油田也安装了四套MudCubes系统,该油田计划将于2019年底投产。在这种情况下,MudCubes系统将为挪威国家石油公司提供更高的钻井效率,更低的钻井液消耗,以及减少废物量并改善HSE。Noble Denton也正在北海运用该系统。

MudCube系统成功运用于海上作业,也使Cubility公司能够专注于研发,在全球范围内探索优化整个固控作业的方法,同时在海上平台运用新技术,可以减少岩屑含油量并降低运输成本。

陆上应用

Cubility公司的系统还为陆上作业人员与钻井承包商提供了更高的作业效率,更高效的钻井液处理以及更低的废物排放量。MudCube系统最近应用于Marcellus页岩项目,在此应用案例中,作业人员要求Cubility找到更有效的岩屑处理方式,并减少需要填埋的废物量。

钻井过程中一般不会产生大量的细粉屑,普通岩屑很容易从环空中返出(如不同地层,垂直井,中或短长度水平井或S形井),MudCubes系统被证明是一种有效的解决方案,它能够最大限度地减少/消除后续处理需求,并可以实现顶级的固体控制与废物处理效果。 Cubility系统也给提供固控设备的承包商施加了压力,因为与Cubility系统相比,他们这些设备几乎没有经济效益,但该系统可以使作业者利益最大化。

MudCube成为传统振动筛的颠覆者

MudCube系统适用于位于俄克拉何马州塔尔萨的Catoosa测试设施。(来源:Cubility)

通过与加拿大New Tech Solids和休斯顿的Stage 3 Separation等专业服务公司进行合作,Cubility正实现经济高效地部署。在世界上最注重节约成本的钻井市场,MudCubes作业人员作为整个固控方案中的一部分,可以按井或井场数目收取服务费用,Cubility系统正在将这种经营模式扩展到中东与亚洲其他主要市场。

随着钻井液市场的持续增长,选择合适的技术来减少废物与有效分离岩屑,以及合适的商业模式变得尤为重要。合适的技术能够确保钻井作业的效率更高,成本更低,环保更合规。

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