Korelacja skuteczności usuwania osadu za pomocą cieczy na osnowie jonowych (anionowych) i niejonowych SPCz

• Autorzy: Kremieniewski Marcin

Identyfikatory

DOI

10.18668/NG.2019.03.05

Warianty tytułu

EN

Correlation of the effectiveness of mud sludge removal with liquids on the ionic (anionic) and nonionic surfactants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Poprawa oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego przed zabiegiem cementowania jest bardzo rozbudowanym zagadnieniem. Związane jest to z faktem, że na odpowiednie usunięcie osadu filtracyjnego wpływa wiele czynników, począwszy od technicznych i technologicznych, poprzez hydraulikę i mechanikę płynów, a skończywszy na chemicznych zmianach zachodzących w układach stosowanych cieczy przemywających. Skuteczne oczyszczenie kolumny rur okładzinowych oraz formacji skalnej wpływa na ograniczenie lub wyeliminowanie migracji bądź ekshalacji gazu na kontakcie płaszcza cementowego z elementami przylegającymi (formacja skalna lub rura okładzinowa). Dodatkowo oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej przyczynia się do dokładnego związania płaszcza cementowego z powierzchniami styku, co pozwala zminimalizować działanie środowiska korozyjnego na kolumnę rur okładzinowych w czasie wieloletniej eksploatacji odwiertu. W celu uzyskania wymaganego usunięcia osadu płuczkowego podczas przygotowywania otworu do cementowania stosuje się ciecze przemywające na bazie różnych środków. Są to zazwyczaj środki powierzchniowo czynne, które pozwalają na zdyspergowanie pozostałości osadu płuczkowego i jednocześnie nawilżenie powierzchni przestrzeni pierścieniowej, co jest korzystne podczas hydratacji wtłaczanego w kolejnym etapie prac zaczynu cementowego. Problematyka doskonalenia usuwania osadu płuczkowego wiąże się z koniecznością opracowywania nowych cieczy przemywających. W tym celu badaniom poddawane są różnego rodzaju środki charakteryzujące się zróżnicowaną budową i mechanizmem działania. W celu uzyskania wymaganych rezultatów działania cieczy przemywającej należy prowadzić szereg prac badawczych, a na podstawie porównań i analizy uzyskanych rezultatów staje się możliwe otrzymanie wymaganego efektu. W niniejszej publikacji przedstawiono badania efektywności usuwania osadu płuczkowego za pomocą cieczy przemywających sporządzonych na osnowie środków o anionowej oraz niejonowej budowie. Następnie przeprowadzono analizę korelacyjną w celu przedstawienia zależności efektywności usuwania osadu od rodzaju stosowanych środków. Przeprowadzona analiza pozwala na wytypowanie grupy środków charakteryzujących się korzystniejszym działaniem oraz określenie wpływu budowy środka powierzchniowo czynnego na skuteczność jego działania. Podczas realizacji prac badawczych wykonane zostały testy dla różnych stężeń środków anionowych oraz środków niejonowych. Badania skuteczności działania cieczy przemywających przeprowadzono w oparciu o pomiar stopnia usunięcia osadu płuczkowego z powierzchni rotora wiskozymetru obrotowego. Podczas prowadzenia badań zastosowano zakres koncentracji środków powierzchniowo czynnych w przedziale od 0,1% do 10%.

EN

Improving the cleaning of the annular space sealing before cementing is a very complex issue. This is due to the fact that the appropriate removal of filtering sludge is influenced by many factors ranging from technical and technological, through hydraulics and fluid mechanics, and ending with chemical changes occurring in the systems of used washing liquids. Effective cleaning of the drill pipes and rock formation reduces or eliminates migration or exhalation of gas on the contact of the cement with adjoining elements (rock formation or casing). In addition, the cleaning of the annular space contributes to the precise bonding of the cement with the contact surfaces, which minimizes the corrosive environment’s impact on the column of casing pipes during long-term exploitation of the well. In order to obtain the required removal of the mud sludge during the preparation of the cementing, washing liquids based on various means are used. These are usually surfactants that allow to disperse the residue of the sludge and simultaneously moisturize the surface of the annular space, which is beneficial during the hydration of the cement slurry pressed in the next stage. The problem of improving the removal of mud sludge involves the need to develop new washing liquids. To this end, various types of measures characterized by diversified structure and mechanism of action are subjected to research. In order to obtain the required results of the action of the washing liquid, a number of research works should be carried out, and based on comparisons and analysis of the results obtained, it becomes possible to obtain the required effect. This publication presents studies on the effectiveness of removing mud sludge with the use of washing liquids prepared on the basis of anionic agents and non-ionic construction. Then a correlation analysis was carried out in order to present the dependence of the efficiency of sludge removal on the type of measures used. The conducted analysis allows to select a group of agents characterized by a more beneficial effect, and to determine the impact of the surfactant structure on its effectiveness. During the research work, tests were carried out for various concentrations of anionic agents and non-ionic agents. The tests of the effectiveness of the washing liquids were carried out based on the measurement of the degree of removal of the sludge from the rotor surface of the viscometer. During the tests, the concentration range of surfactants used was in the range of 0.1% to 10%.

Słowa kluczowe

PL

cementowanie otworów; anionowe środki powierzchniowo czynne; niejonowe środki powierzchniowo czynne; ciecz przemywająca; oczyszczenie przestrzeni pierścieniowej; osad płuczkowy; surfaktanty; analiza korelacyjna

EN

well cementing; anionic surfactants; non-ionic surfactants; washing liquid; cleaning of the annular space; mud sludge; surfactants; correlation analysis

• Wydawca: Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
• Czasopismo: Nafta-Gaz
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 75, nr 3
• Strony: 167--177
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wz.

Twórcy

autor

Kremieniewski Marcin

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy

Bibliografia

• Błaż S., 2017. Nowe rodzaje cieczy przemywających osady z płuczki inwersyjnej przed zabiegiem cementowania otworów wiertniczych. Nafta-Gaz, 5: 302–311. DOI: 10.18668/NG.2017.05.02.
• Habrat S., Raczkowski J., Zawada S., 1980. Technika i technologia cementowań w wiertnictwie. Warszawa: Wydawnictwo Geologiczne.
• Jasiński B., 2016. Ocena wpływu cieczy przemywającej na jakość zacementowania rur w otworze wiertniczym po użyciu płuczki glikolowopotasowej. Nafta-Gaz, 6: 413–421.
• Kłopotowska M., 2017. Środki powierzchniowo czynne. http://biotechnologia.pl/kosmetologia/srodki-powierzchniowo-czynne,10933 (dostęp: sierpień 2017).
• Kremieniewski M., 2016. Ograniczenie ekshalacji gazu w otworach wiertniczych poprzez modyfikację receptur oraz kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających. Kraków: Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 199: 1–400.
• Kremieniewski M., 2018. Ocena skuteczności oczyszczania kolumny rur okładzinowych przed cementowaniem na podstawie badań przy użyciu wiskozymetru obrotowego. Nafta-Gaz, 9: 59–66. DOI: 10.18668/NG.2018.09.06.
• Kremieniewski M., Kędzierski M., Rzepka M., 2018a. Poprawa oczyszczenia przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego przed zabiegiem cementowania. Kraków: Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu – Państwowego Instytutu Badawczego, 220: 1–172. DOI: 10.18668/PN2018.220.
• Kremieniewski M., Kędzierski M., Rzepka M., 2018b. Symulator przepływu cieczy wiertniczych – zasada pomiaru i możliwości badawcze. Nafta-Gaz, 7: 46–53. DOI: 10.18668/NG.2018.07.05.
• Kremieniewski M., Rzepka M., 2016. Przyczyny i skutki przepływu gazu w zacementowanej przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego oraz metody zapobiegania temu zjawisku. Nafta-Gaz, 9: 722–728. DOI: 10.18668/NG.2016.09.06.
• Kremieniewski M., Rzepka M., 2018a. Hybrydowa ciecz przemywające do oczyszczania przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego. Nafta-Gaz, 5: 372–379. DOI: 10.18668/NG.2018.05.04.
• Kremieniewski M., Rzepka M., 2018b. Wpływ superplastyfikatora na hydrofilowość zaczynów cementowych. Nafta-Gaz, 10: 10–16. DOI: 10.18668/NG.2018.10.06.
• Kremieniewski M., Rzepka M., Kędzierski M., 2018c. Influence of the contact time of the preflush fluid with the filter cake on the effectiveness of the purification of the annular space. Nafta-Gaz, 1: 29–36. DOI 10.18668/NG.2018.01.03.
• Nelson E.B., 1990. Well Cementing. Schlumberger Educational Service, Houston, Teksas, USA.
• Stryczek S. (red.), 2016. Studia nad doborem zaczynów uszczelniających w warunkach wierceń w basenie pomorskim. Kraków: Wydawnictwa Naukowe AHG: 1–229. ISBN 978-83-7464-877-6.
• Stryczek S., Gonet A., 2005. Kierunki ograniczania migracji gazu z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego. WUG, 3: 10–13.
• Tomczykiewicz-Potępa A., Śliwa K., Śliwa P., 2010. Możliwość zastosowania związków powierzchniowo-czynnych do ekstrakcji substancji aktywnych z materiału roślinnego. Czasopismo Techniczne. Chemia, 107: 343–352.
• Uliasz M., Chudoba J., Herman Z., 2006. Płuczki wiertnicze z inhibitorami polimerowymi i ich oddziaływanie na przewiercane skały. Kraków: Prace Instytutu Nafty i Gazu, 139: 72–77.
• Uliasz M., G. Zima, S. Błaż, B. Jasiński, 2015. Ocena właściwości cieczy wiertniczych w aspekcie zapobiegania migracji gazu w otworach na przedgórzu Karpat. Nafta-Gaz, 1: 11–17.
• Zima G. 2014. Wpływ właściwości płuczek wiertniczych na jakość cementowania w gazonośnych poziomach miocenu. Nafta-Gaz, 12: 899–907.
• Związki powierzchniowo czynne, 2018. http://www.rokopro.pl/zwiazki-powierzchniowo-czynne (dostęp: 20.01.2018).

Uwagi

PL

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