NL8502220A - Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een op olie gebaseerde boorslib. - Google Patents

Description

-1- 24903/Vk/wg

Korte aanduiding: werkwijze en inrichting voor het bereiden van een op olie gebaseerde boorslib.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze ter bereiding van een op olie gebaseerde boorslib waarbij olie, water, 5 emulgatoren, bentoniet en bariumsulfaat worden gemengd.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het uitvceren van deze werkwijze.

Bij het op conventionele wijze boren naar olie wordt een op water gebaseerde boorslib gebruikt terwijl in het gebied van de Noordzee in 10 hoofdzaak, op basis van de daar aanwezige geologische lagen, een zogenaamde op olie gebaseerde boorslib wordt toegepast.

De op olie gebaseerde boorslib bestaat in wezen uit de componenten olie en water in een verhouding van ongeveer 80:20. Om het coalesceren van de gedispergeerde waterfase te verhinderen worden emulgatoren toegepast 15 die in wezen zijn gebaseerd op een zeepbasis. Verder wordt om de dichtheid of het soortelijk gewicht van de toegepaste olieslib aan te passen aan de diepte waarover moet worden geboord in hoofdzaak bariumsulfaat toegevoegd, dat een hoog soortelijk gewicht heeft. Om te verhinderen dat het in de o-lieslib gelijkmatig verdeelde bariumsulfaat wordt neergeslagen wordt aan 20 de olieslib een stof toegevoegd die de viscositeit verhoogt, bijvoorbeeld een organisch bentoniet. Bentonieten hebben de rheologische eigenschap dat deze stromen terwijl een schuifspanning, wordt uitgeoefend, terwijl ze in rust, respectievelijk zonder schuifspanningfzich nagenoeg gedragen als een vaste stof.

25 De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving waarbij is verwezen naar de bijgevoegde tekening waarin: fig. 1 een bekende inrichting is voor het bereiden van een op olie gebaseerde boorslib en fig. 2 een inrichting volgens de uitvinding weergeeft ter berei-30 ding van een op olie gebaseerde boorslib.

Bij de bekende werkwijze volgens fig. 1 worden in vat 10 olie, water, emulgatoren, bentoniet en bariumsulfaat met behulp van een roerder 12 worden voorgemengd. De voorgemengde vloeistof wordt dan met behulp van een hogedrukpomp 14 toegevoerd aan een menger 16 en vandaaruit via een 35 leiding 18 teruggevoerd in houder 10. Het materiaal wordt daarbij in een kringloop gecirculeerd,waarbij menger 16 een zogenaamde hopper is waarin T " J'ï Λ f * .

- --3 -« —* J

-2- 24903/Vk/wg twee stralen van de voorgemengde vloeistof op elkaar botsen en olie met water wordt gemengd waarbij de hopper op een relatief hoge temperatuur ter hoogte van ongeveer 90 °C wordt verwarmd om de bentoniet op te sluiten zodat deze viscositeit verhogend kan werken.

5 Omdat bij het bereiden van boorslib pomp 14, meestal een zuiger- pomp voor het boorslib, wordt gebruikt aanwezig op het booreiland moet de boring naar aardolie gedurende deze tijd worden gestopt. Dit is zeer nade- 3 lig omdat voor de bereiding van ongeveer 400 m boorslib ongeveer 24 uren nodig is.

10 Volgens de uitvinding worden deze nadelen vermeden.

De doelstelling volgens de uitvinding is het verkrijgen van een werkwijze en inrichting zoals in de aanhef vermeld die dan verder wordt ontwikkeld, waarbij tijdens de bereiding van de boorslib het niet nodig is de pomp te gebruiken die nodig is voor de boring naar aardolie en in het 15 bijzonder geen gebruik hoeft te worden gemaakt van de kostbare hopper.

Volgens de uitvinding wordt dit hierdoor bereikt dat een werkwijze volgens de uitvinding wordt toegepast die hierdoor wordt gekenmerkt dat olie, water en emulgatoren in een eerste roervat worden voorgemengd en in een hiermee in verbinding staand tweede roervat onder circulatie door de 20 beide vaten onder hoge schuifspanning tot een eindmengsel worden gebracht.

Bij voorkeur heeft het mengen in het eerste, maar vooral in het tweede vat plaats bij omgevingstemperatuur.

Bentoniet en bariumsulfaat worden bij voorkeur toegevoegd in het tweede vat.

25 De inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze omvat volgens een doelmatige uitvoeringsvorm een eerste en een hiermee in verbinding staand tweede vat waarbij in het eerste vat ten minste een roerder is aangebracht voor de voormenging en het tweede vat is voorzien van een roerder ter verkrijging van een hoge schuifspanning en voor het doen circuleren 30 van het mengsel.

Bij voorkeur zijn bij de roerder in het tweede vat op een gemeenschappelijke as schijvenvormige roerders respectievelijk tandvormige schijven aangebracht voor het ontwikkelen van een hoge schuifspanning en bijvoorbeeld een roerder in de vorm van een propeller voor het toevoeren 35 en circuleren van het mengsel.

De volumeverhouding van het tweede vat tot het eerste vat ligt doelmatig in het gebied van ongeveer 0,05 tot 0,1.

. >2220 -3- 24903/Vk/wg

Voor bijzondere toepassingen, bijvoorbeeld voor de toevoeging van speciale bentonieten kan bovendien het tweede vat met behulp van een ver-warmingsorgaan enigszins worden verwarmd, bijvoorbeeld tot 40-50 °C om het ontsiuitingsprocede te versnellen.

5 De roersnelheid van de roerder in het tweede vat, waarin de hoge schuifkracht wordt bereikt, bedraagt ongeveer 8-16 m. per seconde en de buitendiameter van de roerder bedraagt ongeveer 30% van de diameter van het tweede vat.

Een voorbeeld van een uitvoeringsvorm van deze uitvinding wordt 10 nader beschreven in fig. 2..

Daarbij werd toegelicht dat bij de bekende werkwijze het verwarmen van de menger tot ongeveer 90 °C als noodzakelijk wordt beoordeeld.

Intensief onderzoek heeft nu echter aangetoond dat de ontsluiting van bentoniet ook door middel van een hoge schuifspanning bij omgevings-15 temperatuur kan plaatshebben, waarbij de schuifspanning met behulp van een roerder wordt bereikt die bij de metingen van de energie werkt bij een 3 grootte van ongeveer 6-10 kW/m .

Dit heeft het voordeel dat zeer dure zuigpompen en de hopper, die bij de bekende werkwijzen worden toegepast kunnen worden vervangen door 20 een roervat met een roerder met een hoge schuifspanning. Dit roervat staat in verbinding met een ander, maar aanzienlijk zwakker geroerd roervat, waarin een voormenging plaatsheeft.

Het onderzoek heeft aangetoond dat met een dergelijke inrichting bij omgevingstemperatuur zonder problemen een goede slibkwaliteit wordt 25 verkregen.

Zoals in fig. 2 weergegeven bestaat de inrichting volgens de uitvinding uit een eerste roervat 20 en een hiermee in verbinding staand tweede roervat 22. De beide vaten 20 en 22 kunnen gescheiden zijn uitgevoerd en door buizen met elkaar verbonden maar zij kunnen ook, zoals weer-30 gegeven gedeelten zijn van een groter vat, die door een tussenwand 28 van elkaar zijn gescheiden en die via de verbindingskanalen 34 en 36 met elkaar in verbinding staan.

In het eerste roervat 20 worden olie, water en emulgatoren doelmatig vanaf de bovenkant toegevoerd en met behulp van in de handel verkrijg-35 bare langzaam, lopende roerders 24 voorgemengd. Het roervat 20 kan in meerdere gedeelten zijn onderverdeeld en elk deel kan van een roerder 24 zijn voorzien.

£ ;·' * v ·.· ' _·' „ -AM i—M » \ -4- 24903/Vk/wg

Het tweede roervat 22 is voorzien van ten minste een roerder 26, waardoor in het te mengen materiaal een hoge schuifspanning wordt ontwikkeld. Hiertoe is een zogenaamde schijvenroerder 30, in het bijzonder een roerder met zogenaamde tandvormige schijven geschikt. De roerder 26 is ver-5 der voorzien van een propellervormige roerder 32 die in een slechts schematisch weergegeven leiding 38 werkzaam is en ertoe dient het mengsel te stuwen, respectievelijk in de richting van de pijlen te doen circuleren, zodat het door het bovenste kanaal 34 van het roervat 20 in roervat 22 stroomt en door het onderste kanaal 36 vanuit roervat 22 terugstroomt in 10 roervat 20.

De schijvenvormige roerder 30 en de van een propeller voorziene roerder 32 zijn bij voorkeur aangebracht op een en dezelfde as van roerder 26, waarbij de propellervormige roerder 32 bij voorkeur de onderste roer-trap vormt.

15 De roersnelheid van roerder 26, te weten in het bijzonder de schijvenvormige roerder 30 ligt bij voorkeur in het gebied van 8-16 m/sec en de buitendiameter van roerder 26, in het bijzonder de schijvenbe-vattende roerder 30 is bij voorkeur in het gebied van 30% van de diameter van het roervat 22.

3 20 De prestatie ligt in het gebied van 6-10 kW/m en de mengtijd be draagt ongeveer 24 uren.

Het volume van het tweede roervat 22 verhoudt zich tot het volume van het eerste roervat 20 van 0,05 tot 0,1, waarbij bijvoorbeeld het roer- 3 vat 22 een volume heeft van 20 m en het roervat 20 een volume kan hebben 25 van 380 m^.

De toevoer van bentoniet en bariumsulfaat heeft plaats in het tweede roervat 22.

In het eerste roervat 22 heeft zodoende slechts een voormenging plaats met behulp van een langzaamlopende roerder nagenoeg zonder schuif-30 spanning, terwijl in het tweede roervat 22 waar bentoniet en bariumsulfaat worden toegevoegd het materiaal met een hoge schuifspanning wordt geroerd en gemengd, en met behulp van de propellervormige roerder 32 door de beide roervaten 20, 22 wordt gecirculeerd.

In veel gevallen kan bij het gebruik van speciale bentoniet het 35 roervat 22 enigszins worden verwarmd, bijvoorbeeld tot een temperatuur van 40-50 °C, om het opnemen van bentoniet te bespoedigen. Een geschikte verwarmingsinrichting kan bijvoorbeeld zijn ondergebracht in de tussenwand 28.

-o A

-5- 24903/Vlc/wg

Zodoende heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze en inrichting voor het bereiden van een op olie gebaseerde boorslib, waarbij in een eerste roervat olie, water en emulgatoren worden voorgemengd en in een hiermee in verbinding staand tweede roervat onder toevoeging van bentoniet 5 en bariumsulfaat het materiaal onder hoge schuifspanning met behulp van een schijven bevattende roerder wordt geroerd en gemengd en met behulp van een propellervormige roerder door de beide roervaten wordt gecirculeerd.

ƒ > Λ .-*! Λ j -' v . - . .· j ' ' V >

Claims (8)

1. Werkwijze voor de bereiding van een op olie gebaseerde boorslib, waarbij olie, water, emulgatoren, bentoniet en bariumsulfaat worden ge- 5 mengd, met het kenmerk, dat de olie, water en emulgatoren in een eerste roervat worden voorgemengd en in een hiermee in verbinding staand tweede roervat onder circulatie door de beide vaten onder hoge schuifspanning tot een eindmengsel worden gebracht.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het mengen in 10 de beide roervaten plaatsheeft bij omgevingstemperatuur.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bentoniet I en bariumsulfaat in het tweede roervat worden toegevoegd.

4. Inrichting voor de uitvoering van de werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een eerste en een hiermee in verbinding staand 15 tweede roervat (20, 22) is aangebracht, het eerste roervat (20) met ten minste een roerder (24) is voorzien ter vooraenging en het tweede roervat (22) is voorzien van ten minste een roerder (26) ter verkrijging van een hoge schuifspanning en ter circulatie van het mengsel.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat bij roerder 20 (26) in het tweede roervat (22)op een gemeenschappelijke as de schijven (30) voor de roerder zijn aangebracht ter verkrijging van de hoge schuifspan-ning en een propellervormige roerder (32) voor het doen circuleren van het mengsel.

6. Inrichting volgens conclusie 4 of 5, met het kenmerk, dat de vo- ) 25 lumeverhouding van het tweede tot het eerste roervat varieert van 0,05 tot 0,1.

7. Inrichting volgens een van de conclusies 4-6, met het kenmerk, dat het tweede roervat (22) is voorzien van een verwarmingsorgaan.

8. Inrichting volgens een der conclusie 4-7, met het kenmerk, dat de 30 omloopsnelheid van de tweede roerder (26) ongeveer 8-16 m/seconde bedraagt en de buitendiameter hiervan ongeveer 30% is van de diameter van het tweede roervat (22) Eindhoven, augustus 1985 8502220