Płuczki lateksowo-glinowe do przewiercania niestabilnych formacji łupkowych

• Autorzy: Błaż S.

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2018.07.06

Warianty tytułu

EN

Latex-aluminum muds for instable shale formations drilling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Niestabilność otworu jest jednym z poważniejszych problemów w przemyśle wiertniczym i decydującym czynnikiem wpływającym na zwiększenie kosztów wiercenia. Pomimo postępu technologii wiercenia niestabilność łupków nadal stanowi wyzwanie, w szczególności podczas wiercenia długich odcinków horyzontalnych otworu. W celu zapobiegania niekorzystnym zjawiskom w składach płuczek wiertniczych wykorzystuje się środki chemiczne pełniące funkcję inhibitorów hydratacji skał ilastołupkowych. W niektórych przypadkach nawet zastosowanie skutecznych inhibitorów hydratacji skał łupkowych nie zabezpiecza przed zmniejszeniem ich stabilności wskutek działania zbyt wysokiego ciśnienia porowego PPT. Zmniejszenie ciśnienia, pod jakim filtrat z płuczki wiertniczej wnika w pory przewiercanych skał, jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o zachowaniu stabilności otworu. W artykule przedstawiono badania laboratoryjne nad opracowaniem składu płuczki wiertniczej zdolnej do tworzenia w przewiercanych niestabilnych i sypliwych formacjach łupkowych szczelnego i odkształcalnego osadu filtracyjnego, przeciwdziałającego wnikaniu filtratu płuczkowego i ograniczającego wzrost ciśnienia porowego przewiercanej formacji skalnej. Stabilizacja przewiercanych formacji łupkowych realizowana będzie poprzez zastosowanie w składzie płuczki specjalnego zestawu środków chemicznych, obejmującego odpowiednio dobrane połączenie związków glinu z różnymi rodzajami lateksu i polimerami.

EN

Drilling hole instability is one of the major problems in the drilling industry and the decisive factor in increasing the cost of drilling. Despite the progress of drilling technology, shale instability continues to be a challenge in the drilling industry, particularly during long horizontal drilling. In order to prevent unfavorable phenomena in the compositions of drilling muds, chemical substances acting as hydration inhibitors of shales are used. In some cases, even the use of effective shale hydration inhibitors does not prevent them from decreasing their stability due to too high pore pressure “PPT”. Reducing the pressure at which the filtrate from the drilling fluid penetrates the pores of the drilled rocks, is one of the most important factors in maintaining the stability of the drilling hole. In this paper is presented, a laboratory study on the development of a drilling fluid composition capable of forming seal and deformable filter cake preventing the penetration of the mud filtrate and limiting the increase of the pore pressure of the drilled rock formation. Stabilization of drilled shale formations will be accomplished through the use of a special set of chemicals in the mud, including a combination of aluminum compounds with various types of latex and polymers.

Słowa kluczowe

PL

płuczka wiertnicza; lateks; kompleks glinowy; niestabilność otworu

EN

drilling mud; latex; aluminum complex; hole instability

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 74, nr 7
• Strony: 526--534
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Błaż S.

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

Bibliografia

• [1] Arambulo S., Colque P., Ahmed M.: Case studies validate the effectiveness of aluminum-based HPWBM in stabilizing micro-fractured shale formations: Field experience in the Peruvian Amazon. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 28–30.09.2015, Houston, Texas, USA, SPE-174854-MS, s. 1–14, DOI: 10.2118/174854-MS.
• [2] Chao Liu, Hoang S.K., Tran M.H., Abousleiman Y.N., Ewy R.T.: Poroelastic dual-porosity dual-permeability simulation of pressure transmission test on chemically active shale. Journal of Engineering Mechanics 2017, vol. 143, nr 6, DOI: 10.1061/(ASCE) EM.1943-7889.0001210.
• [3] Chao M., Lin Z., Yuansen S., Lun L.: Anti-collapse polyamine aluminum drilling fluid system and its application in strong water-sensitive shale formation. EJGE 2014, vol. 19, s. 2691–2704.
• [4] Dębińska E.: Niekonwencjonalne zaczyny cementowe z dodatkiem nanokrzemionki. Nafta-Gaz 2015, nr 5, s. 290–300.
• [5] Dye B., Clapper D., Hansen N., Leaper R., Shoults L., Otto M., Xiang T., Gusler B.: Design considerations for high performance water-based muds. AADE 2004 Drilling Fluids Conference, 6–7.04.2004, Houston, Texas, AADE-04-DF-HO-14, s. 1–14.
• [6] Ewy R.T., Morton E.K.: Wellbore-Stability Performance of Water-Based Mud Additives. SPE Drilling & Completion 2009, vol. 24, nr 3, s. 390–339.
• [7] Fritz B., Jarrett M.: Potassium silicate-treated water-based fluid: An effective barrier to instability in the Fayetteville shale. IADC/SPE Drilling Conference and Exhibition, 6–8.03.2012, San Diego, California, USA, IADC/SPE 151491, s. 1–6, DOI:10.2118/151491-MS.
• [8] Junyi Liu, Zhengsong Qiu, Wei’an Huang, Dingding Song, Dan Bao: Preparation and characterization of latex particles as potential physical shale stabilizer in water-based drilling fluids, scientific. World Journal 2014, s. 1–8, ID 895678.
• [9] Moroni L.P., Vickers S., Gray C., Davidson M.: Good things come in little packages: Nanotechnology for reduction in pore pressure transmission. SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 27–29.10.2014, Amsterdam, SPE-170687-MS, s. 1–8, DOI.10.2118/170687-MS.
• [10] Prahlad Kumar Yadav, Syed Shujath Ali, Najeeb Ahmed Al Tawat, Ali Abdullah Al Dhamen, Guodong Jin: Effect of drilling fluid on rock mechanical properties at near-drilling conditions: An implication of fluid design on wellbore stability. Offshore Technology Conference Asia, 22–25.03.2016, Kuala Lumpur, Malaysia, s. 1–9, DOI: 10.4043/26460-MS.
• [11] Ramirez M.A., Benaissa S., Ragnes G., Almaraz A.: Aluminum-based HPWBM successfully replaces oil-based mud to drill exploratory well in the Magellan Strait, Argentina. SPE/IADC Middle East Drilling and Technology Conference, 22–24.10.2007, Cairo, Egypt, SPE/IADC 108213, s. 1–11, DOI:10.2118/108213-MS.
• [12] Ramirez M.A., Capacho C., Osorio J., Kenny P.: Replacing potassium with aluminum complex overcomes wellbore stability problems in kaolinitic shales in South America. AADE 2004 Drilling Fluids Conference, 6–7.04.2004, Houston, Texas, AADE-04-DF-HO-17, s. 1–12.
• [13] Ramirez M.A., Sanchez G., Sarmiento O.E.P., Santamaria J., Luna E.: Aluminum-based HPWBM successfully replaces oilbase mud to drill exploratory wells in an environmental sensitive area. SPE Latin American and Caribbean Petroleum Engineering Conference, 20–23.06.2005, Rio de Janeiro, Brazil, SPE 94437, s. 1–12, DOI: 10.2118/94437-MS.
• [14] Rea A.B., Nagatani R., Davis E.S., Carlton T., Coragliotti A., Firliet B., Tran S.: A novel system for controlling pore pressure transmission, inhibition, stabilization and targeted lubrication in water-sensitive shales: Proof-of-concept and initial field results. SPE/IADC Middle East Drilling Technology Conference and Exhibition, 26–28.01.2016, Abu Dhabi, UAE, SPE/ IADC-178215-MS, s. 1–15, DOI: 10.2118/178215-MS.
• [15] Stowe C., Halliday W., Xiang T., Clapper D., Morton K., Hartman S.: Laboratory pore pressure transmission testing of shale. AADE 2001 National Drilling Conference, „Drilling Technology – The Next 100 years”, 27–29.03.2001, Houston, Texas, AADE 01-NC-HO-44, s. 1–10.
• [16] Tare Uday A., Mody Fersheed K., Mese Ali I.: Understanding chemical-potential-related transient pore-pressure response to improve real-time borehole (in) stability predictions. SPE/ Petroleum Society of CIM 65514, 2005, s. 1–14.
• [17] Vickers S., Cowie M., Burgess M., Anderson D.: The application of specifically formulated bridging materials to successfully reduce pore pressure transmission to enable depleted fractured reservoirs to be drilled and produced without incurring formation damage. European Formation Damage Conference, 30.05– 1.06.2007, Scheveningen, The Netherlands, SPE 107753, s. 1–6, DOI: 10.2118/107753-MS.
• [18] Xian-yu Yang, Ye Yue, Ji-hua Cai, Yue Liu, Xiao-ming Wu: Experimental study and stabilization mechanisms of silica nanoparticles based brine mud with high temperature resistance for horizontal shale gas wells. Journal of Nanomaterials 2015, s. 1–9, DOI: 10.1155/2015/745312.
• [19] Youping Wu, Qing Qi, Gui-Hua Liang, Li-Qun Zhang: A strategy to prepare high performance starch/rubber composites: In situ modification during latex compounding process. Carbohydrate Polymers 2006, vol. 65, no. 3, s. 109–113, DOI: 10.1016/j. carbpol.2005.12.031.
• [20] Zakaria N.A.: New pore pressure evaluation techniques for LAGIA-8 well, Sinai, Egypt as a case study. International Journal of Geosciences 2016, vol. 7, no. 1, s. 32–46, DOI: 10.4236/ijg.2016.71004.
• [21] Zhang S.F., Qiu Z.S., Huang W.A., Cao J., Tang W.Q., Zhong H.Y.: A Novel Aluminum-based Shale Stabilizer. Petroleum Science and Technology 2013, vol. 31, no. 12, s. 1275–1282.
• [22] Zima G.: Analiza wpływu nanomateriałów na właściwości osadu filtracyjnego. Nafta-Gaz 2017, nr 5, s. 312–320, DOI:10.18668/NG.2017.05.03.

Uwagi

PL

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