Что такое умош в бурении

Осушитель бурового шлама

ПРИМЕНЕНИЕ

Осушитель шлама нашел широкое применение при строительстве скважин, как на море, так и на суше, где приоритетной задачей явля­ется осушение шлама и отделение раствора на углеводородной основе из шлама и возврат его в активную систему.

ПРОБЛЕМЫ

Более строгие нормативы по сбросу шлама оказали давление на нефтедобывающие компании и буровых подрядчиков в плане снижения объема шлама и восстановления высококачественных и дорогостоящих буровых жидкостей для повторного использования.

РЕШЕНИЕ

Осушитель шлама имеет совре­менную конструкцию, позволяющую об­рабатывать различные объемы шлама и жидкостей, в среднем до 60 тонн шлама в час. Содержание углеводородной базы в осушенном шламе, сбрасываемом из осу­шителя, обычно составляет

ЭКОНОМИЧНОСТЬ

О сушитель шлама повышает об­щую рентабельность, сокращая объемы осушенного шлама для утилизации и вос­станавливая ценные буровые жидкости для повторного использования. Эффекти­вен при работе с буровыми растворами на углеводородной и синтетической основах.

ЭКОЛОГИЧНОСТЬ

Осушитель шлама сокращает объ­емы отходов, существенно снижая затраты на утилизацию. Стремясь повысить охрану окружающей среды, нефтедобыва­ющие компании нуждаются в таких меха­низмах по контролю твердой фазы, которые выведут процедуру отделения жидкостей от шлама на новый уровень. Осушитель шлама включает в себя центрифугу с высокоскоростной вертикальной корзи­ной, которая обеспечивает максимальное отделение жидкости от твердой фазы при большом объеме обработки. Это дает неф­тедобывающим компаниям важное пре­имущество и помогает соответствовать очень строгим нормативам по охране ок­ружающей среды при сбросе шлама в шламовый амбар.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
Производительность¹	30-50 тон/час
Скорость вращения	900об/мин / 1200об/мин
Сила G	20G / 750G
Мощность основного двигателя	55кВт
Типоразмеры сеток	0.25/0.35/0.5мм
Остаточное содержание углеводородов в конечном продукте²	5-15 %
Вес	5900 кг
Габариты: ДхШхВ	2750х2130х1800мм

1. Фактическая производительность установки зависит от процентного содержания твердой фазы, плотности загружаемого продукта и условий работы установки.

2. Остаточное содержание углеводородов в конечном продукте зависит от различных факторов, характерных для конкретных условий бурения.

МОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА ОСУШЕНИЯ ШЛАМА

Для обеспечения возможности интеграции осушителя шлама в технологический процесс минимизации отходов бурения в условиях ограниченного пространства в циркуляционной системе в районах с умеренным холодным и холодным климатом специалистами нашей компании была разработана мобильная установка осушения шлама.

Мобильная установка представляет собой обогреваемый модуль со смонтированными внутри осушителем шлама, емкостью для фугата, промывочным и перекачивающим насосами, разгрузочным винтовым конвейером, системами вентиляции, освещения и управления.

Источник

Что такое умош в бурении

Циркуляционная система буровых установок

Завод Маштех производит полный комплект оборудований для циркуляционной систем буровых установок, которая включает в себя вибросито, центрифуга, ситогидроциклонная установка, илоотделитель, пескоотделитель, шнековый конвейер, дегазатор, винтовой насос, шламовый насос, гидроворонка, ситовые панели для вибросита и т.д.

ВИБРОСИТО СИРИИ ZS-Z

В виброситах серии ZS/Z от групп компаний «HAIHUA» укомплектованых 2 вибродвигателями американского производителя Martin, мирового лидера в производстве вибромоторов, используется линейно-поступательное движение для быстрого отделения и удаления твердой фазы. Кроме того, прочная конструкция вибросита обеспечивает его многолетнюю надежную работу.

ZS/Z-7

ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНАЯ ЦЕНТРИФУГА LW

Компания «HAIHUA» предлагает высокопроизводительные центрифуги серии LW различных конфигураций, которые предназначены для высокоэффективной сепарации твердой фазы, восстановления барита во время буровых операций.

СИТОГИДРОЦИКЛОННАЯ УСТАНОВКА QJ

Для эффективного удаления мелких частиц выбуренной породы группа компания «HAIHUA» предлагает высокопроизводительные СГУ на базе вибросит серии ZS/Z представляющие собой 3-ступенчатую систему очиски, рассчитанную на обработку как на водной основе, так и не водной основе буровых растворов. Гидроциклоны установлены над ситовой декой вибросита. Буровой раствор вначале подается на гидроциклоны, откуда она затем стекает на сито вибросита. Это позволяет снижать содержание бурового раствора в сбрасываемом буровом шламе.

Шнековой конвейер предназначен для транспортировки груза перемещением вдоль вращающейся винтовой поверхности внутри трубы. Оно имеет возможность эксплуатации в условиях умеренного, холодного, континетального района. У него пыленепроницаемый корпус, высокая степень санитарии. Шнековый конвейер может быть настроен в соответствии с требованиями пользователя.

Шнековой конвейер Окраска

На буровой На Заводе

Ваккумный дегазатор Центробежный дегазатор Атмосферный дегазатор

Винтовой насос предназначен для широкого круга потребителей. Выполняет перекачивание жидкостей разной вязкостью и плотностью, содержащих газовые, твердые и взвешенные вещества.

Винтовой насос

ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ШЛАМОВЫЙ НАСОС MTC

Центробежные насосы серии SB используются для перекачки и подачи буровых растворов в гидроциклоны, воронку, или же использовать в качестве смесительного насоса для гидравлической глиномешалки со струйным смесителем. Так же можно использовать как насос для доливной емкости и как подпорный насос для циркуляционного бурового насоса. Во всех моделях центробежных насосов компании «HAIHUA» используются механические уплотнения из карбида вольфрама, а также вспомогательное набивочное уплотнение и подшипники известных производителей NSK.

Шламовой насос Шламовой насос

Воронка ZHP-150 (YD) предназначена для приготовления, обработки, утяжеления и предварительного диспергирования буровых растворов на водной основе и углеводородных эмульсий путем смешивания порошкообразных материалов с жидкостью.

Гидроворонка MTC-ZHP150-YD Сместительная воронка MTC-ZHP150

Группа компаний «HAIHUA» использует наиболее передовые технологии для изготовления различных ситовых панелей для вибросит с размерами ячеек от16 МЕШ до 325 МЕШ в соответствии с требованиями API по пропускаемости и точке сепарации. В том числе, предлагаем ситовые панели для вибросит производства Brandt, Derrick, M-I SWACO, Kem-Tron, HAIHUA ZS/Z. При изготовлении верхнего полотна сетки используют нержавеющую сталь марки SS304 и SS316 (для бурения на шельфе).

ВЕРТИКАЛЬНЫЕ ШЛАМОВЫЕ НАСОСЫ СЕРИИ LSB

Вертикальные шламовые насосы серии LSB в составе электронасосного агрегата, предназначены для перекачивания, применяемого при бурении скважин промывочного раствора для отчистки от выбуренной породы.

Вертикальный шламовой насос

СИСТЕМА ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ БУРОВОГО ШЛАМА

Данная система предназначена для очистки бурового шлама, отработанного бурового раствора, буровых сточных вод и других видов отходов на нефтяных месторождениях, а также рекуперации бурового раствора на водяной или нефтяной основе. Очищенный буровой раствор возвращается в циркуляционную систему, таким образом достигается снижение себестоимости бурения. Содержание жидкости в отработанном буровом шламе составляет менее 5%, что соответствует экологическим требованиям к отходам во многих регионах мира.

Также Система предназначена для обезвреживания амбара, где размещаются буровой шлам и буровые сточные воды после строительства скважины. В отходах шламового амбара содержатся нефтепродукты, ионы тяжелых металлов и химические реагенты, которые опасны для здоровья человека и окружающей среды. Вредные химические реагенты приводят к загрязнению грунта и грунтовой воды вблизи нефтяного месторождения. После обработки отходов содержание жидкости (в том числе масла) в буровом шламе составляет менее 5%, что в дальнейшем обеспечивает удобство перевозки и утилизации отходов.

Данная система характеризуется компактной конструкцией, большой производительностью и возможностью непрерывной работы, удобна для транспортировки, рекомендуется для обработки содержимого шламового амбара. Так же, система изготовлена для эксплуатации как в районах, приравненных к крайнему северу, так и к районам крайнего севера.

Система обезвреживания бурового шлама

Наша компания предлагает два варианта УМОШ:

Вариант А – система УМОШ расположенная на одном основании, для более удобного и оперативного управления как вертикальной и горизонтальной центрифуги.

По требованию заказчика рассматриваются различные варианты по укомплектации данных модулей.

Вариант В – система состоит из блочных контейнеров, позволяющих при монтаже на объекте разместить данную систему как удобно заказчику. Преимущества блочных контейнеров заключается в более широкой возможности расположить данную систему (параллельно, г-образно, последовательно) на объекте, в зависимости от территорий объекта. Так же использование данных блоков по отдельности, в зависимости от требований заказчика.

По требованию заказчика рассматриваются различные варианты по укомплектации данных модулей.

Если вас заинтересовало наше оборудования обращайтесь с представителем HAIHUA INDUSTRY GROUP в Сургуте:

Факс: +7 (3462) 77-48-79

Адрес:628422, РФ, Тюменская область, Ханты-Мансийский автономный округ –

Югра, г. Сургут, ул. Энергостроителей д. 13/2, сооружение 5

Источник

Оценка методов расчета объема бурового раствора при проектировании нефтяных и газовых скважин

EVALUATION OF METHODS FOR CALCULATING THE VOLUME OF DRILLING FLUIDS IN THE DESIGN OF OIL AND GAS WELLS

FROLOV M.P.1,
VOITENKO D.N.1,
SHEPELEV V.I.1,
PROSHIN A.O.1,
KHOKHLOV A.V.1
1 Technology Company
Schlumberger

Качество промывочной жидкости является одним из ключевых факторов безаварийного строительства нефтяных и газовых скважин. В основе корректных расчетов потребности объема бурового раствора, связанных с ними отходов бурения и стоимости растворного сервиса, лежат два основных взаимосвязанных параметра: эффективность работы системы очистки (ЭСО) и влажность удаляемого шлама. В работе рассмотрены методы оценки указанных характеристик и проведено сравнение их проектных и фактических значений. Показана необходимость изменения методологии расчета и существующих нормативов по коэффициенту влажности шлама и ЭСО с закреплением единых и сопряженных правил в расчетах объемов раствора и буровых отходов не только для компаний по буровым растворам, но и для подрядчиков по бурению.

The quality of drilling fluid is one of the key factors of successful construction of oil and gas wells. The correct calculations of fluid volume requirements associated with drilling waste and the cost of drilling fluids service are based on two main relative parameters: Efficiency of solids control equipment (SCE) and Mud on cuttings. The article covers methods of evaluation shown characteristics and made a comparison of their design and actual values. The necessity of changing the calculation methodology and existing standards for the Coefficient of Mud on cuttings and SCE with the consolidation of uniform and related rules in calculating fluid volumes and drilling waste was shown not only for drilling fluids companies but also for drilling contractors.

Важность контроля содержания в буровом растворе частиц твердой фазы при строительстве нефтяных скважин постоянно демонстрируется полевыми и лабораторными исследованиями, начиная с 50-х гг. прошлого века [1]. Результаты таких исследований показывают, что качество промывочной жидкости зависит от содержания в ней выбуренной твердой фазы, а значит и от эффективности работы оборудования очистки раствора.
Установлена и связь некоторых проблем при бурении с частицами выбуренных горных пород в буровом растворе [2]. Чрезмерная концентрация таких частиц снижает качество фильтрационной корки, изменяет реологические параметры раствора, увеличивает гидравлические потери в скважине, что существенно влияет на безаварийность строительства скважин и их стоимость [1, 3–7].
Существует всего два пути поддержания концентрации выбуренной породы на заданном уровне – это разбавление свежеприготовленным буровым раствором и удаление ее из промывочной жидкости с помощью оборудования очистки. Потери раствора на выбуренной породе обычно выражаются через «коэффициент влажности шлама» (Квлаж).
Следует четко понимать, что эффективность стандартной системы очистки (ЭСО) и средний Квлаж связаны между собой прямопропорционально, т. е. невозможно повысить эффективность очистки, не увеличив при этом влажность шлама. И, как следствие, современными методами невозможно достичь как 100 % эффективности очистки раствора от выбуренной породы, так и нулевой влажности шлама.
Таким образом, проектная задача по расчету необходимого объема бурового раствора для бурения конкретной скважины должна решаться с учетом таких параметров, как максимально допустимая концентрация выбуренной породы в растворе, суммарная эффективность системы очистки (ЭСО) и коэффициент влажности шлама.

ТЕКУЩИЕ РЕШЕНИЯ
Исходные значения упомянутых выше ключевых расчетных параметров должны быть определены еще на стадии подготовки технического задания. Но обычно эти показатели указываются формально (табл. 1), а методика расчета объема бурового раствора на каждый интервал с учетом этих значений отсутствует. Такая ситуация приводит к использованию разнообразных методов расчета технологических и коммерческих предложений сервисными организациями, с далеко идущими последствиями, причину которых обычно представители заказчика стараются не замечать, продолжая игнорировать отсутствие общей методологии расчетов объема раствора, отходов бурения в проектах и тендерных заданиях и их несоответствие текущим реалиям при исполнении договоров.
В рамках участия в одной из тендерных компаний нами был определен алгоритм вычисления потребности в объеме бурового раствора для каждой секции бурения, который, как мы полагаем, использовали составители технического задания:
п.1. Задается техническим заданием
1.1. Переведено с предыдущего интервала/скважины, м 3 – Vпринят.
1.2. Коэффициент разуплотнения породы*, % – Кразупл.
1.3. Эффективность системы очистки, % – ЭСО.
1.4. Коэффициент влажности шлама, м 3 /м 3 – Квлаж.
1.5. Объем раствора на поверхности в рабочей емкости, м 3 – Vраб.емк..
1.6. Другие предполагаемые потери, м 3 – Vдр.потер..
п. 2. Не учитывается
2.1. Допустимое содержание выбуренной породы в растворе, % – %выб.пор..
2.2. Объем разбавления, м 3 – Vразб..
п. 3. Рассчитывается
3.1. Объем раствора в обсадной колонне, м 3 – VОК.
3.2. Объем раствора в открытом стволе, м 3 – VОС.
3.3. Итого, объем в конце интервала, м 3 –
Vкон.интер.= Vраб.емк.+ VОК+ VОС.

Прим.: *Коэффициент разуплотнения породы в данном расчете является, по сути, поправочным коэффициентом и физического смысла не имеет.
В качестве примера расчета по представленному алгоритму приведены его результаты для одного из тендеров (табл. 2, вариант 1). Полученный результат соответствует конечному объему, указанному в техническом задании к тендеру.

Приведенный алгоритм позволяет проводить вариативную оценку потребности в объеме бурового раствора в случае отклонения фактических значений ЭСО и коэффициента влажности шлама от плановых показателей.

Логично предположить, что при снижении ЭСО в циркуляционной системе останется большее количество выбуренной породы и, следовательно, потребуется большее количество свежеприготовленной промывочной жидкости, чтобы разбавить эту дополнительную твердую фазу. Но, как показал сравнительный анализ, при проведении расчета согласно алгоритму, заложенному в техническое задание, при снижении ЭСО расчетный объем приготовления бурового раствора также снижается (табл. 2, варианты 2 и 3).
По нашему мнению, причиной такого логического противоречия является то, что расчет не учитывает максимально допустимое содержание выбуренной породы как фактор стабильности параметров раствора и безаварийности бурения скважины.
Подобный подход, как правило, приводит к несоразмерному бюджетированию совмещенных сервисов при бурении и последующим перерасходам реагентов, объемов раствора и отходов бурения при реализации проектов. Кроме того, и это очевидно, необходимо учитывать не только плановые, но и фактические значения таких исходных параметров как ЭСО и Квлаж, методики расчета которых могут разниться.

Данная методика не регламентирована никакими государственными стандартами, но она закреплена во внутренних нормативных документах ряда компаний, работающих в нефтегазовой отрасли, и имеет свои преимущества и недостатки (причины погрешности). К преимуществам может быть отнесено то, что не требуется проводить расчет состава твердой фазы бурового раствора. К недостаткам же или, правильнее сказать, к причинам погрешности относятся:
1) замещение утяжеляющих материалов, микромрамора и солей на выбуренную породу без изменения плотности бурового раствора в процессе бурения;
2) разность плотностей порций свежего бурового раствора, добавляемых в циркуляционную систему;
3) увеличение плотности за счет ввода утяжелителей, микромрамора и солей.
Влияние последних двух пунктов может быть минимизировано, если предварительно будет рассчитываться объем и плотность свежеприготовленного бурового раствора с учетом количества всех материалов, использованных за время бурения анализируемого интервала, однако устранить влияние на точность оценки процессов замещения утяжеляющих материалов, мраморной крошки и солей на выбуренную породу не представляется возможным.

Метод баланса объемов
Альтернативным методом оценки ЭСО является метод баланса объемов, который приводится в рекомендациях Американского нефтяного института (АНИ) (API RP 13C).
Алгоритм расчета ЭСО по API RP 13C исходит из количества базовой жидкости, взятой на приготовление раствора, и ее среднего содержания в промывочной жидкости по результатам ретортного анализа. Поскольку в условиях буровой отследить количество воды, взятой на приготовление, чаще всего не представляется возможным, а также учитывая то, что в процессе бурения интервала результаты ретортного анализа могут сильно варьироваться, на наш взгляд, будет допустимо модифицировать алгоритм, описанный в API RP 13C, и использовать при расчете объем затраченного бурового раствора, отраженный в суточных рапортах.
В этом случае расчет ЭСО может быть представлен в следующем виде:

где: VБР свеж за интер – объем свежего бурового раствора, затраченного на бурение интервала, м 3 ; VВП за интер – объем выбуренной породы за интервал, м 3 ; %ВП кон– содержание выбуренной породы в промывочной жидкости на конец бурения интервала, % об.
Как и в первом случае, у этого метода оценки имеются свои преимущества и особенности, на которые следует обращать пристальное внимание. К безусловным преимуществам следует отнести то, что объемная доля выбуренной породы одинаково рассчитывается вне зависимости от плотности бурового раствора, а также то, что расчет состава твердой фазы бурового раствора несложно автоматизировать и рассчитывать ежедневно при бурении на основе качественной исходной информации.
Основываясь на описанных методах, нами была проведена оценка фактических значений ЭСО на нескольких месторождениях, которая показала, что если в начале бурения секции фактические значения ЭСО еще могут приближаться к плановым показателям в 75 % и даже на несколько процентов превосходить данное значение, то к концу секции среднеинтервальная ЭСО находится на уровне 50–60 %. Такие результаты получены, например, при анализе данных по Северо-Варьеганскому месторождению, где осуществлялась реконструкция скважин методом зарезки боковых стволов с применением классического KCl-биополимерного бурового раствора.

На Приобском месторождении при бурении интервала под комбинированную обсадную колонну 178/114 мм с применением РВО с органическим ингибитором эффективность стандартной системы очистки варьировалась в интервале 40–56 %.
И в целом обширная практика показывает, что на данном этапе развития технологий выполнение высоких показателей по ЭСО, заложенных в некоторые нормативные документы или тендерные условия, физически невозможно. А их использование всегда приводит к искажению проектных бюджетов различных сервисов при бурении и утилизации шлама.

ПРИМЕРЫ СНИЖЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ВЛАЖНОСТИ ШЛАМА: ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЦЕНТРИФУГИ ДЛЯ ОЧИСТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА
Как было показано выше, снижения среднего коэффициента влажности сбрасываемого шлама и некоторого повышения суммарной эффективности работы системы очистки теоретически можно добиться с помощью непрерывной работы центрифуг. Однако еще одним фактором, который, как правило, не учитывается при оценке потребности в объеме бурового раствора в целом и некоторых конкретных реагентов в частности, является перераспределение типа твердой фазы в процессе очистки бурового раствора. Это особенно проявляется при включении центрифуг в работу системы очистки, так как в процессе их использования из бурового раствора удаляются не только частицы выбуренной породы, но и полезные частицы утяжеляющих материалов и мраморного кольматанта, а собственно коллоидная фаза не может быть удалена даже центрифугами без дополнительного химического усиления.
Нами проведено определение содержания мраморного кольматанта в шламе, удаляемом центрифугами из KCl-полимерного бурового раствора, при реконструкции скважин методом зарезки боковых стволов на Бахиловском и Северо-Варьеганском месторождениях. Определение содержания мраморного кольматанта в шламе и буровом растворе производилось по стандартной методике с помощью полевого манометрического карбонатомера. Данные исследования показали, что, как правило, от 30 до 50 % удаляемой центрифугами твердой фазы не является выбуренной породой, так как происходит ее замещение на мраморный кольматант (табл. 4). Некоторыми исследователями действительно было показано, что как барит, так и карбонат кальция могут составлять более 50 %мас. шлама, удаляемого виброситами и гидроциклонами при очистке растворов на водной основе [9].
По этой причине включение центрифуг в работу системы очистки почти всегда представляется нецелесообразным, так как их работа приводит к снижению не только плотности бурового раствора, но и существенно искажает баланс компонентов в растворе, что приводит к повышению фильтрационных потерь промывочной жидкости и, как следствие, к неконтролируемым изменениям параметров раствора. В то же время необходимо понимать, что тотальный отказ от использования центрифуг требует концептуального изменения конфигурации системы очистки раствора в сторону увеличения количества вибросит или применения моделей с большей площадью ситовых панелей.

ВЫВОДЫ
В настоящее время в отрасли сложилась ситуация, при которой плановые и проектные показатели работы системы очистки не соответствуют практически достижимым значениям, а ключевые параметры методологически не регламентируются договорными отношениями между участниками процесса строительства скважины. Заложниками такой ситуации чаще всего становятся сервисные растворные компании, которым с одной стороны приходится производить приготовление дополнительного объема промывочной жидкости за свой счет, а с другой, как правило, к ним применяются штрафные санкции за сверхнормативный по отношению к проектному объем отходов бурения. Тем самым повышение «экономической эффективности» возлагается на плечи сервисных компаний, хотя проблема связана с качеством проектирования и формирования корректных в методическом плане договорных отношений со всеми участниками процесса бурения.
Таким образом, можно утверждать, что в отрасли на данный момент сформировалась потребность в единой сопряженной проектной методике расчета требуемого объема промывочной жидкости и буровых отходов с изменением существующих нормативов по коэффициенту влажности шлама и эффективности системы очистки. Кроме того, такие качественные проектные решения требуют и особого исполнения в виде единого инженерного сервиса по контролю и реализации эффективной работы оборудования очистки бурового раствора от частиц выбуренной породы и мониторинга объема буровых отходов.

Источник