Application of Ultrasonic Waves for Sand Screen Cleaning in Wellbores

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Mehrere Projekte an der Montanuniversität Leoben beschäftigen sich mit dem möglichen Einsatz von Ultraschall in der Erdölindustrie. Diese Diplomarbeit evaluiert die Anwendung von Ultraschall zur Reinigung von “Wire-wrapped screens” (Bohrlochfiltern). Die Grundlage für diese Arbeit bildet ein gebrauchter Bohrlochfilter, der von der Industrie zur Verfügung gestellt wurde. Dieser Filter weist verschiedene Arten von Ablagerungen auf. Um die Ultraschallreinigung objektiv evaluieren zu können, ist es essentiell welche Art von Ablagerungen vorhanden sind. Aus diesem Grund werden mehrere Untersuchungen durchgeführt, um die genaue chemische Zusammensetzung der Ablagerungen herauszufinden. Zuerst werden sechs verschiedene Proben vom Bohrlochfilter entnommen, und danach mit einem Fluoreszenzmikroskop untersucht. Durch das Mikroskopieren sollen erste Unterschiede und Gemeinsamkeiten festgestellt werden. Diese visuelle Analyse dient auch als Entscheidungshilfe, welche Proben mit weiteren Methoden genauer untersucht werden. Zwei Proben werden mit einem Röntgendiffraktometer untersucht, um die Mineralienzusammensetzung feststellen zu können. Von vier dieser sechs Proben werden die Kohlenwasserstoffe extrahiert, um diese weiter analysieren zu können. Die Asphaltenfraktion dieser Proben wird im nächsten Schritt getrennt und gewogen. Mit Hilfe einer Säulenchromatographie werden die restlichen Kohlenwasserstoffkomponenten getrennt. Des Weiteren wird ein Gaschromatograph, der mit einem Massenspektrometer gekoppelt ist, detaillierte Resultate über die Kohlenwasserstoffe liefern. Den Abschluss des Probenanlysekapitels bildet eine Evaluierung einer Wasseranalyse. Zwei Versuchsaufbauten werden vorbereitet, um Teile des Bohrlochfilters einer Reinigung zu unterziehen. Basierend auf Permeabilitätsmessungen vor und nach dem Reinigungsprozess wird der Reinigungseffekt von Ultraschall beurteilt. Um diese Permeabilitätsverbesserungen realitätsgetreuer darstellen zu können, werden mehrere Berechnungen durchgeführt. Die Druckverluste auf Grund des „skin“-Effekts werden berechnet, um im nächsten Schritt den Einfluss auf das „Vogel Inflow Performance Relationship“ herauszufinden. Basierend auf diesen Berechnungen werden die prozentualen Verbesserungen hinsichtlich des reduzierten Druckverlustes auf Grund der Permeabilitätsverbesserungen präsentiert. Die Resultate dieser Arbeit können als Grundlage für weitere Forschungsprojekte verwendet werden. Diese Projekte könnten sich mit der Prognose von Ablagerungsbildungen und der Reinigungstiefe von Ultraschall beschäftigen.

Details

Titel in ÜbersetzungDie Verwendung von Ultraschallwellen zur Reinigung von Bohrlochfiltern
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung29 Juni 2018
StatusVeröffentlicht - 2018