Płuczki mrówczanowe z dodatkiem niskocząsteczkowej poliwinyloaminy jako alternatywny rodzaj płuczek do dowiercania złóż węglowodorów

• Autorzy: Stec Maciej , Wysocki Sławomir

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2019.06.05

Warianty tytułu

EN

Formate-based drilling fluids with the addition of low-molecular-weight polyvinylamine as an alternative drill-in fluid system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Udostępnienie złoża jest jedną z najważniejszych operacji w trakcie wiercenia otworu wiertniczego, dlatego należy dołożyć starań, aby oddziaływanie wszelkich czynników zewnętrznych na złoże w czasie dowiercania było jak najmniejsze. Znane są różne mechanizmy prowadzące do uszkodzenia strefy przyotworowej. Wśród nich wymienić należy oddziaływania mechaniczne, biologiczne, termiczne, ale również fizykochemiczne, w tym negatywny wpływ płynu wiertniczego, filtratu i jego komponentów. Aby zminimalizować szkodliwe działanie płynu na przepuszczalność skały, do dowiercania używa się płuczek typu drill-in fluid. Nowoczesny przemysł naftowy dysponuje szeregiem rozwiązań koncepcyjnych z zakresu technologii płynów wiertniczych służących do dowiercania. Istnieje możliwość dostosowania składu i parametrów płynu w zależności od charakterystyki warunków geologicznych panujących w otworze. Artykuł przedstawia wyniki badań parametrów technologicznych nowo opracowanej płuczki mrówczanowej z dodatkiem niskocząsteczkowej poliwinyloaminy. Prace nad zsyntezowaniem polimeru prowadzono w laboratorium Katedry Wiertnictwa Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu na Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Na bazie poliwinyloaminy i mrówczanu potasu zaprojektowano recepturę płynu, który jest alternatywą dla typowej płuczki mrówczanowej. Na opracowanej płuczce przeprowadzono szereg testów polegających na zbadaniu właściwości reologicznych, filtracyjnych oraz inhibicyjnych, a także wpływu na uszkodzenie strefy przyotworowej. Badania pokazały, że oprócz dobrych właściwości fizykochemicznych opracowana płuczka zapewnia skuteczną ochronę złoża. Dzięki wspólnemu działaniu soli mrówczanowej i poliwinyloaminy oraz wyeliminowaniu ze składu płuczki polimerów długołańcuchowych można uznać za mało prawdopodobne wystąpienie uszkodzenia strefy złożowej spowodowanego pęcznieniem lepiszcza ilastego, migracją filtratu w głąb skały czy też zanieczyszczeniem skały cząstkami fazy stałej. Badania wykazały, że opracowana płuczka po udoskonaleniu receptury i wykonaniu większej liczby badań porównawczych może znaleźć zastosowanie jako alternatywa dla innych płuczek typu drill-in fluids.

EN

Making the reservoir ready for production is one of the most important operations when drilling a borehole; therefore, special care should be taken to minimize the impact of any external factors on the reservoir during the drilling. Various mechanisms of formation damage are known. These include mechanical, biological, thermal, but also physicochemical interactions, including the negative effects of drilling fluid, filtrate, and its components. To minimize the damaging effect of the fluid on the permeability of the rock, drill-in fluid is used for drilling through the production zone. The modern oil industry has a number of conceptual solutions for fluid technology used for drilling in. It is possible to adjust the composition and parameters of the fluid, depending on the characteristics of the geological conditions in the borehole. This paper presents the results of research on the technological parameters of a newly developed formate-based mud with the addition of low-molecular-weight polyvinylamine. Work on synthesizing the polymer was carried out in the drilling fluids laboratory of the Drilling, Oil and Gas Department at the AGH University of Science and Technology in Kraków. Based on polyvinylamine and potassium formate, a fluid recipe was designed that is an alternative to typical formate-based muds. For the developed drilling fluid, a number of tests were carried out which involved the examination of rheological, filtration and inhibition properties as well as the impact on damage to the production zone. The research has shown that in addition to good physicochemical properties, the developed mud provides effective protection of the reservoir formation. Thanks to the joint action of formate salt and polyvinylamine together with the elimination of long-chain polymers from the composition of the fluid, damage to the reservoir rock due to swelling of the clay matrix, filtrate migration into the rock or pore contamination with solid phase particles can be considered as unlikely. The tests have shown that the developed drilling fluid can be used as an alternative to other drill-in fluids as long as it’s mixture is improved and more additional comparison tests are performed.

Słowa kluczowe

PL

płyn wiertniczy; płuczka mrówczanowa; uszkodzenie strefy przyotworowej; polimer; poliwinyloamina

EN

drilling fluid; formate-based mud; formation damage; polymer; polyvinylamine

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 75, nr 6
• Strony: 344--349
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Stec Maciej

• Exalo Drilling S.A.

autor

Wysocki Sławomir

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im St. Staszica w Krakowie

Bibliografia

• Al-Yami A.S., Nasr-El-Din H., Bataweel M.A., Al-Majed A.A., Menouar H., 2008. Formation damage induced by various water-based fluids used to drill HP/HT wells. Society of Petroleum Engineers. DOI: 10.2118/112421-MS.
• Civan F., Engler T., 1994. Drilling mud filtrate invasion – improved model solution. Journal of Petroleum Science and Engineering, 11: 183–193.
• Goc A., Obuch Z., Wojtasiak P., 2013. Analiza chemiczna płynu wiertniczego i jego filtratu. Instrukcja wewnętrzna Exalo Drilling S.A.
• Iscan A., 2006. Experimental and numerical investigation of formation damage caused by water-based drilling fluids. PHD Thesis. Graduate School of Natural and Applied Sciences, Middle East Technical University.
• Schembre J.M., Kovscek A.R., 2005. Mechanism of formation damage at elevated temperature. J. Energy Resour. Technol., 127(3): 171–180. DOI: 10.1115/1.1924398.
• Stec M., 2017. Opracowanie nowych receptur płuczek mrówczanowych w aspekcie ograniczenia uszkodzenia strefy przyotworowej. Praca doktorska. Wydział Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie.
• Wysocki S., Bielewicz D., Wysocka M., 2007. Badania laboratoryjne nowo opracowanych beziłowych płuczek kationowo-skrobiowych przeznaczonych do przewiercania skał ilastych. Wiertnictwo, Nafta, Gaz, 24(2): 943–954.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).