Ocena wpływu poliwinyloaminy na inhibitujące właściwości płuczki wiertniczej

• Autorzy: Uliasz M. , Zima G. , Jasiński B. , Szajna A. , Witek E.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.09.05

Warianty tytułu

EN

Impact assessment of polyvinylamine on the inhibition properties of drilling mud

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Podczas przewiercania skał ilasto-łupkowych bardzo ważną kwestią jest zapobieganie ich hydratacji przy użyciu płuczek wiertniczych o działaniu inhibitującym. Podstawowym składnikiem takich płuczek są środki chemiczne pełniące funkcję inhibitorów hydratacji skał ilasto-łupkowych, jak KCl, PHPA, poliglikole oraz krzemiany: sodowy lub potasowy. Jak wykazały przeprowadzone w INiG – PIB badania laboratoryjne, rolę inhibitorów mogą pełnić również polimery zawierające pierwszorzędowe grupy aminowe (–NH2) bezpośrednio związane z atomami węgla w łańcuchu głównym. Przedstawicielem tych polimerów jest poliwinyloamina (PVAm), której syntezę przeprowadzono w warunkach laboratoryjnych przy użyciu N-winyloformamidu (NVF). Otrzymana PVAm o niskiej i wysokiej średniej masie molowej wykorzystana została do opracowania nowej odmiany płuczki inhibitowanej aminowo-glikolowej. Właściwości inhibitujące uzyskanej płuczki określono na podstawie badań dyspersji oraz pęcznienia wybranych skał ilasto-łupkowych. Otrzymane wyniki badań dowodziły wyższej efektywności jej inhibitującego oddziaływania na skały ilasto-łupkowe w porównaniu z płuczką stosowaną w warunkach otworowych zawierającą w składzie jonowo-polimerowy zestaw inhibitorów, tj. KCl-PHPA-PEG.

EN

During drilling through shale rocks, it is very important to prevent their hydration by using drilling fluids with an inhibitory effect. The basic components of such drilling muds are chemical agents that act as hydration inhibitors of shale rocks such as KCl, PHPA, polyglycols and silicates: sodium or potassium. As shown by laboratory tests carried out at INiG – PIB, also polymers containing primary amine groups (-NH2) directly linked to carbon atoms in the backbone chain can also act as inhibitors. The representative of these polymers is polyvinylamine (PVAm), the synthesis of which has been carried out in laboratory conditions using N-vinylformamide (NVF). Low and high average molecular weight PVAm was obtained and used to develop a new type of inhibited drilling fluid – the amino-glycol drilling mud. The inhibition properties of the developed mud were determined on the basis of dispersion and swelling tests on selected shale rocks. Obtained results proved a higher efficiency of its inhibition effect on shale rocks in comparison to muds used in borehole conditions containing an ionic-polymer set of inhibitors, i.e. KCl-PHPA-PEG.

Słowa kluczowe

PL

inhibitowana płuczka wiertnicza; warstwy ilasto-łupkowe; polimerowy inhibitor hydratacji; poliwinyloamina

EN

drilling fluid inhibited; shale – clay formations; hydration polymeric inhibitor; polyvinylamine

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 9
• Strony: 669--675
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., fot., rys.

Twórcy

autor

Uliasz M.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Zima G.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Jasiński B.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Szajna A.

• Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Lubicz 25 A, 31-503 Kraków

autor

Witek E.

• Uniwersytet Jagielloński, Wydział Chemii, Zakład Technologii Chemicznej

Bibliografia

• [1] Bielewicz D., Bortel E.: Polimery w technologii płuczek wiertniczych. Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków 2000.
• [2] Binqiang X., Chen L., Lihui Z.: A Novel Strong Inhibition Water-Based Drilling Fluid Technology. EJGE 2014, vol. 19, Bund. Z3, s. 10499–10510.
• [3] Błaż S.: Nowa generacja płuczek do przewiercania reaktywnych skał ilastych. Nafta-Gaz 2010, nr 5, s. 390–398.
• [4] Bortel E., Witek E., Kochanowski A., Pazdro M.: Poliwinyloamina źródłem nowych możliwości rozwoju polimerów hydrofilowych. Polimery 2005, t. 50, nr 7–8, s. 491–500.
• [5] Bortel E., Witek E., Pazdro M., Kochanowski A.: N-winyloformamid – nowy ekologiczny monomer wodorozpuszczalny. Polimery 2007, t. 52, nr 7–8, s. 503–510.
• [6] Jarrett M., Dye B.: Organo-amine Surfactant Salts as Hydration Suppressants for Reactive Clay. AADE-05-NTCE-02, AADE 2005 National Technical Conference and Exhibition, held at the Wyndam Greenspoint in Houston, Texas, April 5–7, 2005.
• [7] Patel A., Stamatakis E., Friedheim J.E., Davis E.: Highly Inhibitive Water-Based Fluid System Provides Superior Chemical Stabilization of Reactive Shale Formations. AADE-01-NCHO-55, AADE 2001 National Drilling Conference, „Drilling Technology – The Next 100 years”, held at the Omni Houston Westside in Houston, Texas, March 27–29, 2001.
• [8] Patel A., Stamatakis E., Young S., Cliffe S.: Designing for the Future – A Review of the Design, Development and Testing of a Novel, Inhibitive Water-Based Drilling Fluid. AADE-02- DFWM-HO-33, AADE 2002 Technical Conference, „Drilling & Completion Fluids and Waste Management”, held at the Radisson Astrodome, April 2-3, Houston, Texas, 2002.
• [9] Stoch L.: Minerały ilaste. Wyd. Geologiczne, Warszawa 1974.
• [10] Uliasz M.: Wpływ polimerów kationowych na inhibitujące właściwości płuczek wiertniczych. Prace IGNiG nr 107, Kraków 2000.
• [11] Uliasz M.: Wpływ polimerów z I-rzędowymi grupami aminowymi na właściwości inhibitacyjne płuczki wiertniczej. Nafta-Gaz 2011, nr 1, s. 19–29.
• [12] Uliasz M., Chudoba J., Herman Z.: Płuczki wiertnicze z inhibitorami polimerowymi i ich oddziaływanie na przewiercane skały. Prace INiG nr 139, Kraków 2006.
• [13] Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B., Wiśniowski R., Wysocki S.: An analysis of the possibilities of using new types of polymeric inhibitors in the technology of drilling fluids in shale formations. Nafta-Gaz 2015, nr 11, s. 884–892, DOI:10.18668/NG2015.11.11.
• [14] Witek E., Bortel E., Gawełek K.: On some aspects concerning solution-suspension polymerization of N-vinylformamide. Polimery 2013, t. 58, nr 1, s. 14–17.
• [15] Witek E., Pazdro M., Bortel E.: Mechanism for Base Hydrolysis of Poly(N-vinylformamide). J. Macromol. Sci., Part A, 2007, vol. 44, s. 503–507.
• [16] Wysocki S., Wiśniowski R., Uliasz M., Zima G., Gaczoł M.: Nowe wodnodyspersyjne płuczki wiertnicze do przewiercania skał ilastych. Monografia, Wydawnictwa AGH, 2017.
• [17] Xie G., Luo P., Deng M., Su J., Wang Z., Gong R., Xie J., Deng S., Duan Q.: Investigation of the inhibition mechanism of the number of primary amine groups of alkylamines on the swelling of bentonite. Applied Clay Science 2017, vol. 136, s. 43–50.
• [18] Zhang M., Li T., Li D., Yi D.: Study and application of amine based anti-collapse drilling fluid in sulige gas field. Journal of Chemical and Pharmaceutical Research 2014, vol. 6, no. 7, s. 2584–2588.
• [19] Zgłoszenie patentowe nr 420015, 2016 – Płuczka wiertnicza aminowo-glikolowa.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).