Tilsetningsstoffer til kompletteringsvæsken
Sentralt i emnet
Tilsetningsstoffer gjør væsken stabil over tid.
Væsken skal være filtrert før den pumpes inn i brønnen.
Packerfluid er væsken som står på utsiden av produksjonsrøret, over produksjonspakningen. Der skal den være i mange år, og da må den ikke miste egenskapene sine.
Kompletteringsvæsken skal ha egenskaper som gjør at den er stabil og passer til formasjonen. Saltvalget er i hovedsak tilpasset formasjonen, trykket og temperaturen, mens tilsetningsstoffene er særlig viktige for væsken som skal brukes som packerfluid.
Kompletteringsvæsken som brukes til packerfluid, skal være stabil slik at den ikke endrer kvalitet over tid. Dette er særdeles viktig for væskene som står statisk i ringrommet over produksjonspakningen (A-annulus) i årevis.
For at produksjonsrøret og produksjonspakningen ikke skal korrodere og miste styrke, egenskap og funksjon som barriere i brønnen, må kompletteringsvæsken være basisk, uten oksygen til stede og uten mulighet for bakterievekst. Det er også viktig at væsken er kompatibel med tetningselementet på packeren, slik at gummien ikke hardner og sprekker. I tillegg er det viktig at saltløsningen ikke skiller seg slik at saltene faller som krystaller til bunnen. Det medfører nemlig at den hydrostatiske trykksøylen reduseres.
Væsken skal også tåle temperaturendringer som oppstår når vi stopper og starter produksjonen. Vi tilsetter ulike stoffer som gjør kompletteringsvæsken optimal for forholdene.
Tilsetningsstoffer som fjerner oksygen fra væsken (oxygen scavenger), bidrar til å redusere korrosjon på metallet i brønnen. Oksygen kan reagere med stålet i rørene og danne jernoksid. Det skader rørene, og væsken blir tilført partikler som kan skade formasjonen.
Oksygenfjerner
Vi kan bruke sulfitt (SO32–) eller bisulfitt (HSO3-), som binder seg til oksygenet og danner sulfat (SO42–).
Bakteriefjerner
Biosider er giftige og skadelige for miljøet og brukes kun hvis det er sulfater eller polymerer i væsken.
Bakterier fjernes fra væsken for å hindre bakterievekst som kan oppstå i væsken. Bakterievekst kan ødelegge viskositeten i væsker som er tilsatt organiske polymerer.
Av og til trenger vi en mer viskøs væske i kompletteringen, blant annet i forbindelse med vasking av brønnen før kompletteringen skal installeres. Viskositeten hjelper til med å løfte ut urenheter fra brønnen. Noen av de tunge saltløsningene kan ha en viskositet på 3–20 cP uten tilsetninger, men dersom vi trenger høyere viskositet, må vi bruke tilsetningsstoffer.
Viskositet kan oppgis i
poise (P)
centipoise (cP) = 1/100 poise
pascalsekund (Pa·s)
1 cP = 0,001 Pa·s
1 cP = 1 mPa·s (millipascalsekund)
Vann ved 20 °C har en viskositet på 0,001002 Pa·s (ca. 1 cP).
HEC (hydroksyetylcellulose) er en polymer som blir brukt som viskositetsøkende middel i saltløsninger, som for eksempel kompletteringsvæsker og drill-in-væsker. HEC gir pseudoplastisk reologi, men utvikler egentlig ingen gelstyrke.
Det er vanlig at brine blandes og veies opp til riktig densitet på land og sendes ut til riggen i store tanker. I forbindelse med miksingen på land sirkulerer vi væsken gjennom store filterholdere for å fjerne så mye fremmedpartikler som mulig.
Kompletteringsvæsken skal være såkalt partikkelfri og klar. Det er fordi væsken skal være i kontakt med formasjonen som er i reservoaret, og partikler i kompletteringsvæsken (saltkrystaller, mineraler, forurensning) kan tette porene i reservoaret eller gi redusert permeabilitet i formasjonen, som igjen reduserer produktiviteten fra reservoaret.
Før vi sirkulerer væsken inn i brønnen, sirkulerer vi den gjennom store filterholdere (filterunit) på overflaten, og vi sjekker kvaliteten til vi oppnår den verdien vi vil ha. Filterholderne inneholder mange filtre (cartridge filter), som har enten absolutt filtreringsnivå eller nominelt filtreringsnivå.
Renheten sjekker vi med en NTU-måler (Nephelometric Turbidity Unit), som er en lysmåler som teller antallet partikler og angir størrelsen på dem. NTU-målingen kan være unøyaktig dersom væsken ikke er helt klar. Et lavt NTU-tall angir en ren (partikkelfri) væske. Vi regner NTU-verdier rundt 5–20 som ren væske. Det er vanlig å filtrere væsken til det ikke er mulig å få en forbedring. Dersom prøvene flater ut på for høye verdier, kan vi skifte filtrene i filterholderen (filterpod) til nye filtre eller til filtre med finere filtreringsegenskaper.
Den mest nøyaktige målingen er filterpresse der væske tappes fra filtreringsenheten over på et spesialfilter og sjekkes i mikroskop. «Partikkelfritt» tilsvarer rundt 25 ppm på filtertest, og det betyr at vi godkjenner væsken. I operasjonsprogrammet er det spesifisert hvilken renhet væsken skal ha før den kan brukes i reservoaret.