Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wielofunkcyjny symulator procesu wiercenia

Uliasz Małgorzata, Zima Grzegorz, Jasiński Bartłomiej, Błaż Sławomir

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2022

|

R. 25, Nr 4-5 (280)

6-11

PL

W artykule przedstawiono przykłady zastosowania aparatu Grace M2200 HPHT do badań płuczek wiertniczych w warunkach zbliżonych do otworowych. Aparat ten jest wielofunkcyjnym symulatorem procesu wiercenia, który umożliwia przeprowadzenie pomiaru smarności w środowisku płuczki na kontakcie metal - metal i metal - skała, filtracji dynamicznej płuczek wiertniczych przez ścianę otworu oraz pomiar szybkości wiercenia w rzeczywistych próbkach skał przy pomocy miniaturowego świdra wiertniczego w symulowanych warunkach otworowych. Istnieje możliwość symulowania warunków otworowych dzięki dużemu zakresowi temperatury roboczej (do 260°C) oraz ciśnienia (do 13,8 MPa). Obsługa urządzenia odbywa się przy użyciu oprogramowania komputerowego M2200 PC. Przedstawiono wybrane wyniki pomiarów filtracji i właściwości smarnych przykładowych płuczek wiertniczych a także szybkości wiercenia. Wyniki uzyskane na aparacie Grace porównano z wynikami pomiaru filtracji na prasie filtracyjnej w warunkach statycznych i dynamicznych oraz z pomiarami współczynnika tarcia na aparacie Fann. Badania prowadzone na aparacie Grace M2200 HPHT ułatwią wdrożenie do praktyki przemysłowej nowych rodzajów środków chemicznych do regulowania filtracji i właściwości smarnych płuczek wiertniczych w trudnych warunkach geologicznych. Umożliwią również rozbudowanie dotychczasowej metodyki badawczej pozwalającej na kompleksową analizę właściwości cieczy wiertniczych.

EN

The article presents examples of use the Grace M2200 HPHT apparatus for testing drilling fluids in simulated borehole conditions. This device is a multifunctional drilling process simulator that allows to measure the lubricity of drilling fluid on the metal-metal or metal-rock contact, dynamic filtration of drilling fluids through the wall of the borehole and measurement of the drilling rate in real rock samples using a miniature drill bit in simulated borehole conditions. It is possible to simulate the borehole conditions thanks to the wide range of operating temperature (up to 260°C) and pressure (up to 13,8 MPa). The device is operated using the M2200 PC software. Selected results of measurements of filtration and lubricating properties of exemplary drilling fluids as well as drilling rate are presented. The results obtained on the Grace apparatus were compared with the results of filtration measurements on the filter press under static and dynamic conditions and with the measurements of the friction coefficient on the Fann apparatus. Research conducted on the Grace M2200 HPHT apparatus will facilitate the implementation into industrial practice of new types of chemical agents to control the filtration and lubricating properties of drilling fluids in difficult geological conditions. They will expand the existing research methodology, allowing for a comprehensive analysis of drilling fluids properties.

2

Opracowanie własnej receptury płuczki olejowej przez Exalo Drilling S.A.

Goc Andrzej

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 2 (256)

12--14

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badań Laboratorium Płynów i Cementów oraz Działu Badań i Rozwoju Exalo Drilling S.A., które doprowadziły do opracowania własnej receptury płuczki olejowej (syntetycznej). Obszarem, na którym przede wszystkim stosowane są płuczki olejowe w Polsce jest Flisz Karpacki. Podstawą do opracowania własnej receptury były wymagania przedstawione przez Inwestora na jednym z otworów wierconych w tym rejonie. W badaniach nad recepturą płuczki olejowej uwzględniono budowę geologiczną oraz właściwości skał z obszaru, na którym miał być planowany otwór. Doświadczenie i wiedza pracowników Laboratorium Płynów i Cementów oraz Działu Badań i Rozwoju pozwoliły na zdefiniowanie autorskiej płuczki, która z powodzeniem została użyta w trakcie wiercenia planowanego otworu.

EN

In this paper are presented Exalo Drilling S.A. Mud and Cementing Laboratory and R&D Department researches which led to the formulation of personalized oil base (synthetic) mud. The region in Poland where oil base mud is usually used is the Carpathians flysch. The basis for developing the recipe were requirements of the Investor for performing one of several wells in this region. Researches on the recipe of OBM also considered geological structure and rock’s propeties in the region in which the well was planned. The background and knowledge of Exalo Drilling S.A. Mud and Cementing Laboratory and R&D Department has allowed for defining own Oil Base Mud, which has been used while Drilling the well.

3

Laboratorium Płynów i Cementów Exalo Drilling S.A. jako akredytowana jednostka badawcza

Serafin Marta, Stec Maciej, Bazan Agnieszka, Goc Andrzej

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2020

|

R. 23, Nr 2 (256)

15--16

PL

Exalo Drilling S.A. jest jednym z wiodących przedsiębiorstw z branży wierceń lądowych w Europie środkowo-wschodniej. Poza podstawową działalnością spółki jaką jest dostarczanie usług wiertniczych i serwisowych, w strukturach Exalo działa akredytowane laboratorium badawcze, tj. Laboratorium Płynów i Cementów, wykonujące zaawansowane pomiary i badania w zakresie technologii płynów wiertniczych i zaczynów cementowych.

4

Prace badawczo-rozwojowe w zakresie wiertnictwa i ich wdrażanie w praktyce przemysłowej

Uliasz Małgorzata, Rzepka Marcin, Zima Grzegorz

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2019

|

R. 22, Nr 12 (254)

4--7

PL

W artykule przedstawiono kierunki badań prowadzonych w Zakładzie Technologii Wiercenia Instytutu Nafty i Gazu - Państwowego Instytutu Badawczego, INiG-PIB nad opracowaniem płuczek wiertniczych do wiercenia otworów w różnych warunkach geologiczno-złożowych oraz zaczynów cementowych do uszczelniania kolumn rur okładzinowych. Omówiono opracowane w ostatnich latach technologie płuczek wiertniczych i zaczynów cementowych oraz aktualnie prowadzone badania rozwojowe. Zamieszczono również opisy unikatowej aparatury, stosowanej do badań cieczy wiertniczych w warunkach HPHT.

EN

This article presents the directions of research conducted at the Department of Drilling Technology. The most important ones include the development of drilling muds for drilling holes in various geological and reservoir conditions and cement slurries for sealing columns of casing pipes. Drilling mud technologies and cement slurry technologies developed in recent years, as well as currently conducted research are discussed. Descriptions of the unique equipment used for testing drilling fluids under HPHT conditions are also included.

5

Modyfikacje płuczek do wierceń HDD pod kątem przewiercania iłów : porównanie jonowych inhibitorów hydratacji

Wysocki Sławomir, Gaczoł Magdalena, Stryczek Stanisław, Formela Małgorzata

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 5

825--828

PL

Przedstawiono wyniki badań pęcznienia skał ilastych pod wpływem płuczek przeznaczonych do wierceń typu HDD (horizontal directional drilling). Receptury tych płuczek zostały rozbudowane o dodatek wybranych inhibitorów hydratacji skał ilastych (KCl, K₂CO₃, HCOOK, CaCl₂). Przeprowadzono testy parametrów technologicznych zmodyfikowanych płuczek do wierceń HDD oraz pęcznienia beleczek QSE Pellets i liniowego pęcznienia próbek pochodzących z otworów wierconych techniką HDD pod wpływem badanych płuczek.

EN

Drilling muds for horizontal directional drilling (HDD) were modified by addn. of selected clay rock hydration inhibitors (KCl, K₂CO₃, HCOOK, CaCl₂). Swelling and linear swelling of samples collected from boreholes drilled by HDD technique with modified drilling muds were detd.

6

Innowacyjna technologia zestalania zużytych płuczek wiertniczych

Steliga T., Uliasz M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2018

|

nr 221

1-272

PL

Podczas prowadzenia prac poszukiwawczych wytwarzane są duże ilości odpadów, które występują w postaci zużytej płuczki wiertniczej i wynoszonego przez nią urobku. Jednak podstawową ich część (ok. 60–80%) stanowią zużyte płuczki wiertnicze jako odpady płynne, natomiast pozostała ilość to odpady stałe w postaci zwiercin zanieczyszczonych płuczką oraz uwodnionych osadów usuwanych ze ściany otworu w trakcie jego rurowania. Wytworzone odpady mogą charakteryzować się szkodliwością dla środowiska ze względu na wysoką zawartość jonów chlorkowych (w przypadku płuczek o wysokim stopniu zasolenia) i siarczanowych, metali ciężkich, substancji organicznych mierzonych wskaźnikiem DOC, substancji nierozpuszczonych, rozpuszczonych związków stałych (TDS), SPCz i in. Na podstawie szeregu przeprowadzonych w INiG – PIB badań laboratoryjnych z użyciem odpadowych płuczek wiertniczych, różniących się składem, właściwościami reologicznymi, gęstością, zawartością skażeń chemicznych, opracowano kompozycję środka do zestalania takich płuczek oraz technologię ich zestalania wraz z metodyką oceny właściwości mechanicznych, chemicznych i toksykologicznych pozyskanego półproduktu. Proces zestalania płuczki wiertniczej jest technologicznie trudniejszy niż zestalanie urobku ze względu na jej płynną postać zagęszczoną zdyspergowanymi polimerami i cząstkami ilastymi pochodzącymi z przewiercanych warstw oraz zawierającą rozpuszczone związki chemiczne, które stosowane są do regulowania i obróbki jej parametrów technologicznych. Przy zestalaniu płuczki ważny jest dobór środków wiążących, których zadaniem jest takie przekształcenie suspensji płuczki wiertniczej w ciało stałe o odpowiedniej wytrzymałości mechanicznej, aby w jak największym stopniu ograniczyć wymywanie się z niego substancji niebezpiecznych występujących w postaci związków rozpuszczalnych. Zestalanie różnych rodzajów zużytych, odpadowych płuczek pochodzących z otworów: A – BB (basen bałtycki) i B – BP (basen podlaski) przeprowadzono w dwóch etapach dla rozpoznania możliwości wiązania fazy płynnej płuczki w całość przy użyciu wytypowanych środków wiążących i stabilizujących, takich jak: cement, spoiwo hydrauliczno-pucolanowe zawierające dużą ilość aktywnej krzemionki – Silment CQ-25, Gruntar, szkło wodne sodowe. Celem badań etapu pierwszego był wstępny dobór rodzaju środków wiążących określany na podstawie zmiany konsystencji płuczki otworowej przy zadawanych kolejnych dawkach danego środka i wzrostu wartości parametrów reologicznych, aż do momentu uzyskania niemierzalnych ich wartości oraz obserwacji objawów występowania odstoju wody w czasie wiązania. Natomiast podstawowym celem badań etapu drugiego był dobór optymalnej ilości wybranych środków wiążących wprowadzanych do suspensji płuczki w odpowiedniej kolejności, pod kątem ich wpływu na czas początku i końca wiązania, wytrzymałość na ściskanie zestalonej próbki płuczki oraz wymywalność z niej związków szkodliwych. W wyniku tych badań wytypowano zestaw środków stanowiących kompozycję na bazie cementu portlandzkiego CEM I 32,5 lub spoiwa hydraulicznego – Silment CQ-25 w ilości 20–35% zawierającą 4–5% szkła wodnego sodowego na m3 płuczki. O wyborze tych środków zdecydowały ich właściwości chemiczne i wpływ na właściwości mechaniczne ciała stałego powstałego po zestaleniu płuczki otworowej. Zastosowanie wybranych środków wymagało opracowania technologii zestalania, która polegała na wprowadzeniu do płuczki w pierwszej kolejności zadanej ilości szkła wodnego, a następnie, po ok. 30 min mieszania, wytypowanych materiałów wiążących, na przeniesieniu zżelowanej jednorodnej masy mieszaniny do pojemników, gdzie przez okres od 7 do 14 dni, a nawet 28 dni, przechowywano ją w temperaturze otoczenia, prowadząc pomiary czasu wiązania, wytrzymałości na ściskanie i obserwacje próbki w czasie twardnienia. Przeprowadzone badania wykazały, że płuczki bentonitowe łatwiej ulegają zestalaniu niż płuczki polimerowe. Wiązanie próbki płuczki bentonitowej max. zachodziło po ok. dwóch dniach, natomiast proces wiązania płuczek polimerowych trwał do ok. 6–8 dni. Początek czasu wiązania płuczki bentonitowej zestalonej przy zastosowaniu od 4% do 5% szkła wodnego i od 20% do 35% materiału wiążącego oznaczano po ok. 28 h, a koniec po max. ok. 55 h. Podczas zestalania płuczek polimerowych przy zastosowaniu tych samych ilości i rodzajów środków zestalających zaobserwowano, że ich twardnienie zachodziło najszybciej w warstwie powierzchniowej, natomiast środek próbki pozostawał niejednokrotnie w postaci wilgotnej ziemi. Wymagało to dłuższego czasu ich wiązania w celu właściwego określenia parametrów wytrzymałościowych pozyskiwanego półproduktu. Optymalne parametry wiązania próbki płuczki bentonitowej z otworu A – BB uzyskano przy użyciu kompozycji na bazie cementu portlandzkiego CEM I 32,5 w ilości 20–30% oraz spoiwa hydraulicznego – Silment CQ-25 w ilości 20–35% z dodatkiem 5% szkła sodowego. Wytrzymałości na ściskanie tych próbek zawierających cement portlandzki CEM I 32,5 po 14 dniach wynosiły od ok. 0,5 MPa do 1,17 MPa, natomiast zawierających Silment CQ-25 od ok. 0,7 MPa do 1,0 MPa. Proces zestalenia płuczki bentonitowej z otworu B – BP przeprowadzono przy użyciu 4% i 5% szkła sodowego oraz 5% do max. 20% materiału wiążącego. Znaczne zmniejszenie ilości materiału wiążącego w kompozycji środka zestalającego było spowodowane skażeniem tej płuczki związkami chemicznymi w postaci jonów Ca2+ – 240 mg/dm3 oraz Mg2+ – 73 mg/dm3, które pochodziły z przewiercanych warstw. Ich reakcja z materiałami wiążącymi zastosowanymi w ilości 5% i 10% spowodowała prawie 10-krotny wzrost wytrzymałości na ściskanie otrzymywanych półproduktów (1,6–3,2 MPa) w porównaniu z wytrzymałością próbek zestalonych przy użyciu tych samych materiałów w ilości 15% i 20% (0,2–0,35 MPa).W trakcie twardnienia próbek obserwowano, że bez względu na ilość zastosowanego szkła wodnego oraz ilość i rodzaj materiału wiążącego (cement CEM I 32,5 lub Silment CQ-25) objętości otrzymywanych półproduktów z płuczki bentonitowej ulegały zmniejszeniu. Płuczki potasowo-polimerowe z analizowanych otworów o wysokim stopniu zasolenia zawierały w składach głównie środki celulozowe typu PAC o różnej lepkości w połączeniu z CMC LV, żywicę ksantanową oraz PHPA i poliglikol. Otrzymane w wyniku ich zestalenia próbki półproduktu posiadały zbliżone właściwości mechaniczne. Wartości wytrzymałości półproduktu z płuczki zastosowanej w otworze A – BB, zawierającego 4% i 5% szkła sodowego oraz 20–35% materiału wiążącego mieściły się w zakresie 0,65 MPa do 1,2 MPa, natomiast z otworu B – BP wynosiły od 0,45 MPa do 1,37 MPa. Ze względu na prawie pełne zasolenie tych płuczek podczas ich twardnienia na powierzchni próbek półproduktu zachodziła krystalizacja soli, która w większym stopniu występowała w próbkach zestalonych cementem. W ramach oceny ekologicznej półproduktów otrzymanych z zestalonych zużytych płuczek wiertniczych przeprowadzono analizy ich odcieków otrzymanych z półproduktów zestalanych pod kątem określenia dopuszczalnych granicznych wartości wymywania takich składników jak: stałe związki rozpuszczone (TDS), rozpuszczony węgiel organiczny (DOC), zawartość metali ciężkich (arsen, bar, kadm, chrom, miedź, rtęć, molibden, nikiel, ołów, antymon, selen, cynk) oraz jonów, takich jak: chlorki, siarczany oraz fluorki, zgodnie z rozporządzeniem Ministra Gospodarki (Dz.U. z 2015, poz. 1277). Wyniki analiz odcieku z zestalonych płuczek bentonitowych zarówno z otworu A – BP, jak i B – BP wskazywały, że zawartość poszczególnych oznaczanych składników kształtowała się na niskim poziomie i nie przekraczała dopuszczalnych granicznych wartości wymywania. Natomiast analiza fizykochemiczna odcieku wodnego z półproduktów zestalonych poszczególnymi spoiwami zasolonych zużytych płuczek potasowo-polimerowych zarówno z otworu A – BB, jak i B – BP wykazywała trzykrotne przekroczenie granicznych wartości wymywania stałych związków rozpuszczonych (TDS) oraz wysoką zawartość ogólnego węgla organicznego i jonów chlorkowych. Natomiast zawartość siarczanów, fluorków oraz metali ciężkich nie przekraczała dopuszczalnych granicznych wartości wymywania. Odciek wodny z półproduktu zestalonych płuczek polimerowych do dowiercania zarówno z otworu A – BB, jak i B – BP cechował się niższymi wartościami wymywanych składników w porównaniu z odciekami z półproduktów zestalonych zasolonych płuczek potasowo-polimerowych. W celu rozszerzenia oceny ekologicznej otrzymane odcieki z wymywalności szkodliwych substancji z wytypowanych półproduktów zestalonych płuczek wiertniczych pochodzących z otworu wiertniczego A – BB oraz z otworu B – BP poddano badaniom toksykologicznym z wykorzystaniem testów nowej generacji (Microtox, Ostracodtoxit, Daphtoxikit, Spirodela, Phytotoxkit), należących do różnych poziomów troficznych: konsumentów, reducentów i producentów. Odcieki z półproduktów zestalonych bentonitowych płuczek wiertniczych zarówno z otworu A – BB, jak i z otworu B – BP cechowały się niską toksycznością i zostały zaliczone do niskotoksycznych (I–II klasa toksyczności). Natomiast odcieki z półproduktów zestalonych zasolonych płuczek potasowo-polimerowych zarówno z otworu A – BB, jak i z otworu B – BP wykazywały istotny efekt toksyczny ze względu na wysoką zawartość chlorków, substancji organicznych mierzonych wskaźnikiem DOC oraz odczyn itp., w związku z czym zostały zaliczone do III klasy toksyczności. Odcieki z półproduktów zestalonych płuczek polimerowych do dowiercania otworów, które charakteryzowały się niższą toksycznością w porównaniu z odciekami z półproduktów zestalonych zasolonych płuczek potasowo-polimerowych, zostały zaliczone do niskotoksycznych (klasa II–III toksyczności). Jak wykazały badania, skład płuczek wiertniczych ma wpływ nie tylko na przebieg ich zestalania, ale również na toksyczność odcieków otrzymanych z półproduktów po zestaleniu tych płuczek wiertniczych. Odcieki z półproduktów otrzymane po zestaleniu kompozycją środków zestalających (szkło wodne + Silment CQ-25) płuczek wiertniczych zarówno z otworu A – BB, jak i z otworu B – BP cechowały się niższą toksycznością w przeliczeniu na jednostki toksyczności (TU) w porównaniu z odciekami z półproduktów otrzymanych po zestaleniu płuczek wiertniczych przy użyciu szkła wodnego i cementu CEM I 32,5. Przeprowadzone badania pod kątem określenia zawartości pierwiastków promieniotwórczych (K, U, Th) wykazały, że półprodukty zestalonych zużytych bentonitowych płuczek wiertniczych zarówno z otworu A – BB, jak i z otworu B – BP posiadały najniższą zawartość pierwiastków. Natomiast najwyższe wartości tych pierwiastków promieniotwórczych (potasu, uranu, toru) odnotowano dla półproduktów zestalonych zużytych płuczek polimerowych do dowiercania. Na zbliżonym poziomie kształtowała się zawartość pierwiastków promieniotwórczych w półproduktach zestalonych zużytych zasolonych płuczek polimerowo-potasowych. Ze względu na niskie stężenie pierwiastków promieniotwórczych w zestalonych półproduktach, zgodnie z rozporządzeniem Rady Ministrów z dnia 2 stycznia 2007 r. w sprawie wymagań dotyczących zawartości naturalnych izotopów promieniotwórczych potasu 40K, radu 226Ra i toru 228Th w surowcach i materiałach stosowanych w budynkach przeznaczonych na pobyt ludzi i inwentarza żywego, a także w odpadach przemysłowych stosowanych w budownictwie, oraz kontroli zawartości tych izotopów (Dz.U. Nr 4, poz. 29), mogą być one wykorzystane jako materiały budowlane. W celu weryfikacji skuteczności opracowanej technologii zestalania zużytych płuczek, przeprowadzono w warunkach półprzemysłowych próbę zestalania zużytych płuczek (0,75 m3). Przed przystąpieniem do wykonania próby półprzemysłowej mieszaninę płuczek otworowych poddano zestaleniu w warunkach laboratoryjnych, zgodnie z zaleceniami zawartymi w opracowanej technologii, przy użyciu kompozycji na osnowie 30% i 35% cementu CEM I 32,5 z dodatkiem 4% i 5% szkła sodowego. Na podstawie przeprowadzonych badań określono początek wiązania mieszaniny płuczek po ok. 30 h, koniec wiązania po ok. 80 h oraz wytrzymałość na ściskanie otrzymanego półproduktu, która po 7 dniach wynosiła 0,9 MPa, a po 14 dniach 1,9 MPa. Przeprowadzone badania wymywalności substancji szkodliwych w odcieku z półproduktu wykazały następujące wartości oznaczeń: stałe związki rozpuszczone (TDS) – 58 424 mg/kg s.m., chlorki Cl− – 21 300 mg/kg s.m., siarczany – 1984 mg/kg s.m., ogólny węgiel organiczny (DOC) – 3200 mg O2/kg s.m., zawartość metali ciężkich, która kształtowała się na niskim poziomie. Spośród wykonanych oznaczeń jedynie zawartość węgla organicznego (DOC) przekroczyła graniczne wartości wymywania (Dz.U. z 2015 r. poz. 1277, załącznik nr 5), co mogło być spowodowane obecnością polimerów organicznych zawartych w składach zestalonych płuczek oraz substancji ropopochodnych je zanieczyszczających. Ponadto wykonano badania toksykologiczne odcieku z zestalonego półproduktu z wykorzystaniem wytypowanych testów toksykologicznych. Toksyczność wyrażona w jednostkach toksyczności (TU) wytypowanych do badań testów wynosiła: Microtox – 4,3; Daphtoxkit (48 h) – 9,9; Spirodela – 9,5. Odciek z półproduktu można zaliczyć do niskotoksycznych (II klasa toksyczności TU < 10). Prezentowana technologia została objęta ochroną patentową nr P.418959 pt. „Sposób zestalania zużytych wodnodyspersyjnych płuczek wiertniczych typu bentonitowego i polimerowego”, która została nagrodzona złotym medalem na międzynarodowej wystawie wynalazczości w Genewie.

EN

During work, large amounts of waste are generated, which occurs in the form of used drilling fluid and the excavated spoil. However, its basic part (about 60–80%) consists of used drilling fluids in the form of liquid waste, while the remaining amount is solid waste in the form of cuttings contaminated with the drilling fluid and hydrated sludges removed from the hole wall during its casing. The generated waste might be harmful to the environment due to the high content of chloride ions (in the case of highly salinated fluids) and sulphate, heavy metals, organic substances measured with the DOC index, undissolved substances, dissolved solids (TDS), surfactants and others. On the basis of a series of laboratory tests carried out in INiG – PIB using waste drilling fluids differing in composition, rheological properties, density and chemical contamination content, a composition of a solidifying agent for such fluids and the technology for their solidification together with the methodology for the assessment of mechanical, chemical and toxicological properties of the obtained semi-finished product were developed. The drilling fluid solidification process is technologically more difficult than the solidification of the spoil due to its liquid form, concentrated with dispersed polymers and clay particles derived from the drilled layers and containing dissolved chemical compounds, which are used for the regulation and processing of its technological parameters. When solidifying the fluid, it is important to select binding agents, the task of which is to convert the suspension of the drilling fluid into a solid body with sufficient mechanical strength in order to minimize the leaching of hazardous substances in the form of soluble compounds. Solidification of different types of used, waste fluids coming from the holes: A – BB (Baltic Basin) and B – BP (Podlaski Basin) were conducted in two stages in order to identify the possibility of binding the liquid phase of the fluid together with selected binding and stabilizing agents such as: cement, a hydraulic-pozzolans binder containing a large amount of active silica – CQ-25 Silment, Gruntar, sodium water glass. The aim of the first stage of testing was to initially select the type of binding agents determined on the basis of changes in the consistency of the borehole fluid at successive doses of a given agent and increase in rheological parameters until the moment of obtaining their immeasurable values and observation of the symptoms of the presence of water loss during binding. In turn, the primary objective of stage two of the tests was to select the optimal amount of selected binding agents introduced into the fluid suspension in the appropriate order, in terms of their influence on the time of the beginning and end of binding, compressive strength of the solidified sample of the fluid and its leachability of harmful compounds. As a result of these tests, a set of agents constituting a composition based on Portland cement CEM I 32.5 or hydraulic binder – CQ-25 Silment in the amount of 20–35% containing 4–5% sodium water glass per m3 of fluid was selected. The choice of these agents was determined by their chemical properties and their effect on the mechanical properties of the solid formedafter solidification of the borehole fluid. Application of the chosen measures required the development of a solidification technology, which consisted of the introduction of the required quantity of water glass into the fluid in the first place, and then, after about 30 minutes, mixing the selected binding materials. The gelled homogeneous mass of the mixture was transferred to containers, where it was stored at ambient temperature for a period of 7 to 14 days or even 28 days, while measurements of binding time, compressive strength were taken and observation of the sample during hardening was performed. The conducted research has shown that bentonite fluids are easier to solidify than polymer fluids. Binding of a bentonite fluid sample took a maximum of about two days, while the process of binding polymeric fluids lasted for about 6 – 8 days. The beginning of the bentonite fluid binding time, which was solidified with the use of 4 to 5% water glass and 20 to 35% of the binding material, was determined after approx. 28 hours and the end after max. approx. 55h. During the solidification of polymeric fluids with the same amounts and types of solidifying agents, it was observed that their hardening took place most rapidly in the surface layer, while the center of the sample often remained in the form of moist soil. A longer time of binding was required in order to properly determine the strength parameters of the obtained semi-finished product. Optimal parameters of the bentonite fluid sample binding from borehole A – BB were obtained using the composition based on Portland CEM I 32.5 cement in the amount of 20–30% and a hydraulic binder – CQ-25 Silment in the amount of 20–35% with the addition of 5% sodium glass. The compressive strength of these samples containing Portland cement CEM I 32.5 after 14 days ranged from approximately 0.5 to 1.17 MPa, while that of CQ-25 Silment – from around 0.7 to 1.0 MPa. The process of solidification of bentonite liquid was carried out from bore B – BP using 4 and 5% sodium glass and 5 to max 20% of the binding material. Significant reduction of the binding material in the solidifying agent composition was caused by the contamination of this fluid with chemical compounds in the form of Ca2+–240 mg/dm3 and Mg2+–73 mg/dm3 ions, which were obtained from the drilled layers. Their reaction with binding materials applied in the amounts of 5 and 10% resulted in an almost 10-fold increase in compressive strength of the obtained semi-finished products (1.6 – 3.2 MPa) as compared to the strength of the samples solidified using the same materials in the amounts of 15 and 20% (0.2 – 0.35 MPa). During the hardening process, it was observed that, regardless of the quantity of water glass used and the amount and type of binding material (CEM I 32.5 cement or CQ-25 Silment), the volumes of semi-finished products obtained from bentonite fluid were reduced. Polymer potassium fluids from the analyzed holes had a high degree of salinity and contained mainly PAC cellulose agents of different viscosity in combination with CMC LV, xanthan resin, PHPA and polyglycol. The semi-finished product samples obtained as a result of their solidification had similar mechanical properties. The strength values of the semi-finished product of the fluid used in bore A-BB containing 4 and 5% sodium glass and 20–35% of the binding material ranged from 0.65 to 1.2 MPa, while those in bore B – BP ranged from 0.45 to 1.37 MPa. Due to the almost complete salinity of these fluids, during their hardening on the surface of the samples of semi-finished products there was crystallization of salt, which was more common in cement solidified samples. As part of the environmental assessment of semi-finished products obtained from solidified used drilling fluids, leachates from solidified semi-finished products were analyzed to determine the limit values for leaching of such components as: dissolved solid compounds (TDS), dissolved organic carbon (DOC), heavy metals (arsenic, bar, cadmium, cadmium, chromium, copper, mercury, molybdenum, nickel, lead, antimony, selenium, zinc) and ions such as chlorides, sulphates and fluorides according to the Regulation of the Minister of Economy (Journal of Laws from 2015, item 1277). The results of the leachate analysis from solidified bentonite from both the A – BP and the B – BP hole was found to contain low levels of the determined ingredients and did not exceed the limit leaching values. On the other hand, the physicochemical analysis of water leachate from the semi-finished products solidified with individual binders of used salinated potassium-polymer fluids from both boreholes A – BB and B – BP showed three times higher leaching values of solid dissolved compounds (TDS) and a high content of total organic carbon and chloride ions. In contrast, the content of sulphates, fluorides and heavy metals did not exceed the leaching limit values. The water effluent from the semi-finished product of solidified polymer fluids used for drilling from boreholes A – BB and B BP was characterized by lower values of leached components in comparison with leachate from solidified semi-finished products of salinated potassium-polymer fluids. In order to extend the ecological assessment, leachate from the leaching of harmful substances from selected semi-finished solidified drilling fluid products from borehole A – BB and from borehole B – BP, was subjected to toxicological examinations using new generation tests (Microtox, Ostracodtoxit, Daphtoxikit, Spirodela, Phytotoxkit) belonging to various trophic levels: consumers, reducers and producers. The effluents from semi-finished solidified bentonite drilling fluids from both borehole A – BB and borehole B – BP were of low toxicity and were classified as low toxic (I – II toxicity class). On the other hand, leachate from semi-finished solidified products of salinated potassium-polymer fluids was found to have a significant toxic effect due to high content of chlorides, organic substances measured by DOC and reaction, etc. and in connection with this they were given the III toxicity class. Leachate from semi-finished products of solidified polymer fluids for drilling holes, which were of a lower toxicity compared to leachate from semi-finished products of solidified salinated potassium-polymer fluids and were classified as low toxic (toxicity class II – III). Research has shown that the composition of drilling fluids not only influences their solidification process, but also the toxicity of leachate from semi-finished products after solidification of these drilling fluids. Leachate from the semi-finished products obtained after solidification with a composition of solidifying agents (water glass + CQ-25 Silment) of drilling fluids from both borehole A – BB and borehole B – BP were characterized by lower toxicity in TU (toxicity units) compared to leachate from semi-finished products obtained after solidification of drilling fluids with water glass and CEM I 32.5 cement. Studies carried out to determine radioactive element content (K, U, Th) have shown that semi-finished products of solidified bentonite drilling fluids from both borehole A – BB and borehole B – BP had the lowest radioactive element content (potassium, uranium, thorium). In contrast, the highest values of radioactive elements (potassium, uranium, thorium) were recorded for semi-finished products of solidified used polymer drilling. The content of radioactive elements in semi-finished products of solidified used salinated polymer and potassium fluids was at a similar level. Due to the low concentration of radioactive elements in solidified semi-finished products according to the Regulation of the Council of Ministers of 2 January 2007 concerning requirements for the content of natural radioactive isotopes of potassium K-40, radium Ra- 226 and thorium Th-228 in raw materials and materials used in buildings for intended humans and livestock and industrial waste used in construction, and the control of the content of these isotopes (Journal of Laws of Laws No. 4, item 29), they may be used as building materials. In order to verify the effectiveness of the developed technology of solidifying used drilling fluids, an attempt was made to solidify used drilling fluids (0.75 m3) in semi-industrial conditions. Prior to the semi-industrial test, the borehole fluid mixture was solidified under laboratory conditions, in accordance with the recommendations of the developed technology, using a composition on a 30 and 35% CEM I 32.5 cement carcass with the addition of 4 and 5% sodium glass. On the basis of the conducted tests, the beginning of binding of the mixture of fluids was determined after approx. 30 h, the end of binding after approx. 80 h, and compression strength of the obtained semi-finished product was determined, which after 7 days was 0.9 MPa, and after 14 days – 1.9 MPa. The test of leaching of harmful substances in the leachate from the semi-finished product showed the following values of determinations: solid dissolved compounds (TDS) –58 424 mg/kg d. m., Cl-chlorides – 21 300 mg/kg d. m., sulphates – 1 984 mg/kg d. m., total organic carbon (DOC) – 3 200 mg O2/kg d. m., heavy metal content, which was at a low level. Of the performed determinations, only organic carbon content (DOC) exceeded the leaching limit values (Journal of Laws of 2015, item 1277, Appendix no. 5), which may have been caused by the presence of organic polymers contained in solidified fluids and petroleum substances contaminating them. In addition, toxicological studies of leachate from the solidified semi-finished product were performed using selected toxicological tests. The toxicity expressed in TU units of the tests selected for the research was as follows: Microtox – 4.3; Daphtoxkit (48 h) – 9.9; Spirodela – 9.5. Leachate from the semi-finished product may be classified as low toxic (toxicity class II TU < 10). The presented technology has been granted patent protection No. P. 418959 under the title “The method of solidification of used water dispersion bentonite and polymeric drilling fluids”, which was awarded with a gold medal at the international exhibition of inventions in Geneva.

7

Płuczki wiertnicze na bazie superabsorbentów hydrożelowych do inżynieryjnych przewiertów kierunkowych

Wysocki S., Wiśniowski R., Nowak W., Gaczoł M.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

956--958

PL

Technologia horyzontalnych przewiertów sterowanych HDD (horizontal directional drilling) niezmiennie zyskuje na popularności wśród konstruktorów oraz inwestorów. Zalety, takie jak mała ingerencja w środowisko naturalne i infrastrukturę, ograniczenie uciążliwości w terenach zabudowanych podczas realizacji inwestycji, szybki przebieg prac oraz ogólna wygoda stosowania, sprawiają, że przed tą technologią stawiane są wyzwania o coraz większym stopniu skomplikowania, wymuszając jej rozwój. Płuczki wiertnicze, jako jedne z zasadniczych składowych procesu, również muszą ulegać ciągłemu doskonaleniu. Dokonuje się tego zarówno poprzez modyfikację obecnie stosowanych płuczek, jak i poszukiwanie nowych dodatków oraz receptur pozwalających podnieść efektywność technologii przy zachowaniu ekonomicznej opłacalności ich stosowania.

EN

A copolymer of acrylamide and K salt of acrylic acid was obtained by radical polymn., dried, crushed to about 1 mm granulation and then added to water (4.5-10 g/L) sep. or together with a biopolymer or bentonite. Technol. parameters of the fluids were detd. 15 min and 24 hr after mixing the components. The increase of copolymer concn. resulted in an increase in the rheol. properties of the fluids and in decrease in the filtration efficiency. The addn. of biopolymer and bentonite resulted in increasing the gel strength and plastic viscosity of the fluids, resp.

8

Roztwory mrówczanów jako składniki płuczek wiertniczych

Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B.

Przemysł Chemiczny

|

2016

|

T. 95, nr 2

297--302

PL

Badano możliwości sporządzania płuczek wiertniczych o gęstości regulowanej solami mrówczanowymi. Z mrówczanów potasu i sodu sporządzono płuczki wiertnicze o małej zawartości fazy stałej (gęstość 1,25–1,5 kg/dm3). Sole kwasu mrówkowego mogą być z powodzeniem stosowane w technologii cieczy wiertniczych jako środki chemiczne o wielofunkcyjnym działaniu.

EN

Drilling muds were prepd. by dissoln. of K and Na formates, suspending CaCO3 and cellulose and starch-based thickeners in H2O and studied for d. (1.25–1.5 kg/L) and filtrability. The muds met the quality requirements and were recommended for practical use.

9

Wpływ materiałów obciążających o różnej granulacji na zmiany parametrów technologicznych płuczek wiertniczych w warunkach HPHT

Szajna A., Uliasz M., Zima G.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

691--693

PL

W posterze przedstawiono, w oparciu o wyniki badań laboratoryjnych, wpływ wytypowanych materiałów obciążających na zmiany parametrów technologicznych płuczek wiertniczych w warunkach podwyższonej temperatury oraz ciśnienia (HPHT). W badaniach uwzględniono wpływ materiałów obciążających o różnej granulacji na filtrację i parametry reologiczne płuczek wiertniczych w warunkach HPHT. Dodatkowo przedstawiono również wyniki badań współczynnika tarcia na kontakcie metal – metal w środowisku płuczek wiertniczych zawierających materiały obciążające o różnej frakcji.

EN

This article presents the results of studies on the influence of selected weighting materials on the technological parameters of drilling muds in terms of high pressure and high temperature (HPHT). The studies examined the impact of weighting materials characterized by various granulation on filtration, rheological parameters of drilling muds at HPHT. Friction coefficient tests results in environment of drilling muds containing weighting materials are also shown in this paper.

10

Dobór optymalnych inhibitorów hydratacji skał ilastych do przewiercania warstw łupkowych

Zima G., Uliasz M., Błaż S., Jasiński B., Wiśniowski R., Wysocki S.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

259--263

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań przydatności nowych środków aminowych, kopolimerów i poliglikoli pod kątem zastosowania ich w płuczkach wiertniczych przeznaczonych do przewiercania skał ilastych. Przeprowadzono badania parametrów reologicznych opracowanych płuczek, ich wpływu na dezintegrację wzorcowej skały ilastej (łupek mioceński) oraz badania odporności termicznej, odporności na skażenie jonami jedno- i wielowartościowymi. Na podstawie uzyskanych wyników zaproponowano składy płuczek wiertniczych charakteryzujących się odpowiednimi parametrami technologicznymi oraz skuteczną inhibitacją hydratacji skał ilastych.

EN

The paper presents the results of the usefulness of the new amine, copolymers and poliglycols for their application in drilling fluids for drilling shale rocks. There were carried out studies of rheological parameters, their impact on the disintegration of standard rocks (Miocene) and research of thermal resistance, resistance to contamination ions single- and multi-valued. Based on the obtained results were proposed drilling fluids characterized by the appropriate technological parameters and effective hydration inhibition of shale rocks.

11

Ciecze przemywające osady z płuczki glikolowo-potasowej przed zabiegiem cementowania

Jasiński B., Uliasz M., Zima G., Błaż S., Szajna A.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

271--275

PL

Do przewiercania warstw ilasto-łupkowych stosuje się płuczki wiertnicze wykazujące zdolność do przeciwdziałania dyspersji i pęcznieniu materiałów ilastych. Są to głównie płuczki polimerowo-potasowe i glikolowo-potasowe, różniące się mechanizmami inhibitowania hydratacji skał. Badania wskazują, że płuczka glikolowo-potasowa skuteczniej zapobiega zjawisku hydratacji i dyspersji skały, natomiast może niekorzystnie wpływać na jakość zacementowania kolumn rur. W referacie omówiono wyniki badań laboratoryjnych nad opracowaniem składu cieczy przemywających, pozwalających uzyskać wysoką jakość zacementowania kolumn rur okładzinowych po stosowaniu podczas wiercenia otworu płuczki glikolowo-potasowej. W toku badań sprawdzono wpływ pięciu rodzajów cieczy przemywających na wartość przyczepności na kontakcie: stwardniały zaczyn cementowy – skała. Po analizie uzyskanych rezultatów wytypowano środki, których zastosowanie zapewnia najwyższą efektywność usuwania osadu wytworzonego przez płuczkę wiertniczą.

EN

Drilling through shale layers requires the use of drilling muds which have the ability to prevent swelling of clay materials. These are mainly polymer-potassium drilling mud and glycol based drilling mud, whose mechanisms of rocks hydration inhibition are different. Research indicates that the glycol based mud more effectively prevents hydration and dispersion of the rocks. However, geophysical surveys show poorer quality of cement bonding than in case of use of polymer-potassium mud. The paper presents results of laboratory tests on development of wash fluids compositions, which allow to acquire high quality of cement bonding after use of glycol based drilling mud. During studies was examined the impact of five types of wash fluids on the value of adhesion at the cement stone – rock contact. After analysis of obtained results was selected agent which provide highest efficiency of filter cake removal.

12

Badanie wymywalności i toksyczności substancji szkodliwych z zestalonych zużytych płuczek wiertniczych

Steliga T., Kluk D., Uliasz M., Jakubowicz P.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 209 wyd. konferencyjne

277--282

PL

W artykule opisano wyniki badań laboratoryjnych zestalania zużytych płuczek wiertniczych za pomocą różnego rodzaju środków wiążących. Zestalone płuczki poddano badaniom wymywalności substancji niebezpiecznych, kierując się kryteriami decydującymi o możliwości składowania ich na wysypiskach odpowiednich rodzajów odpadów – zgodnie z dopuszczalnymi granicznymi wartościami wymywania, zawartymi w rozporządzeniem Ministra Gospodarki z dnia 8 stycznia 2013 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu (Dz.U. z 2013, poz. 38). Wykorzystując mikrobiotesty typu ToxKit, określono wpływ odcieków wodnych zestalonych zużytych płuczek wiertniczych na środowisko. Na podstawie uzyskanych wyników wytypowano rodzaj stosowanych środków wiążących, dzięki którym zestalone płuczki charakteryzowały się wysoką wytrzymałością mechaniczną, ograniczoną zdolnością wymywania substancji niebezpiecznych oraz niską toksycznością.

EN

The aim of the article is to present laboratory research on solidification of spent drilling muds with the application of lime (solidify) agents of a wide range. Solidified muds were a subject of tests in harmful substances washout. There were applied criteria on dangerous substances storage in adequate dumping ground – according to Regulation of Ministry of Economy and Labour from 8 January 2013 on criteria and procedures of wastes storage in dumps. With the use of ToxKit tests influence of leachate from solidified muds on environment was appointed. On the base of data obtained in laboratory research, a type of lime agent was selected. As a result, the solidified muds had high mechanical endurance, limited ability to washout dangerous substances and low toxicity.

13

Wpływ materiałów obciążających na zmiany parametrów technologicznych płuczek wiertniczych w warunkach HPHT

Szajna A.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2015

|

R. 18, Nr 4 (204)

11--14

PL

W artykule przedstawiono, w oparciu o wyniki badań laboratoryjnych, wpływ wytypowanych materiałów obciążających na zmiany parametrów technologicznych płuczek wiertniczych w warunkach podwyższonej temperatury oraz ciśnienia (HPHT). W badaniach uwzględniono wpływ materiałów obciążających o różnej granulacji na filtrację, parametry reologiczne płuczek wiertniczych w warunkach HPHT oraz na zmiany współczynnika tarcia płuczek na kontakcie metal-metal.

EN

This article presents the results of studies on the influence of selected weighting materials on the technological parameters of drilling muds in terms of high pressure and high temperature (HPHT). The studies examined the impact of weighting materials characterized by various granulation on filtration, rheological parameters of drilling muds at HPHT conditions and changes of drilling muds coefficient of friction on metal to metal contact.

14

Analiza wpływu wybranych nanomateriałów na właściwości płuczek wiertniczych

Zima G.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2015

|

R. 18, Nr 11 (211)

9--14

PL

W artykule przedstawiono badania doboru stężenia i rodzaju nanomateriałów oraz innych składników do płuczki wiertniczej, zapewniających uzyskanie właściwości umożliwiających zastosowanie jej do wiercenia w różnych warunkach geologicznych ze szczególnym uwzględnieniem warunków podwyższonej temperatury i ciśnienia (HPHT). Przeprowadzono badania nad określeniem wpływu nanomateriałów na parametry reologiczne, filtrację API i HPHT oraz właściwości inhibitacyjne opracowanych płuczek wiertniczych. W dalszej części pracy dokonano doboru innych środków chemicznych takich jak poliglikole, estry metylowe kwasów tłuszczowych, poli-N-winylopirolidon, zapewniających odpowiednie parametry technologiczne płuczek wiertniczych w warunkach otworowych. Podczas przeprowadzonych w ramach pracy badań zaobserwowano korzystny wpływ nanokrzemionki w połączeniu z poliglikolem na parametry technologiczne płuczki wiertniczej, a szczególnie na filtrację API płuczek oraz filtrację w warunkach HPHT. Z kolei wyniki przeprowadzonych badań efektywności inhibitowania hydratacji skał ilasto-łupkowych przez płuczki wskazują na korzystny wpływ dodatku nanokrzemionki w połączeniu z poliglikolem lub dodatkiem estrów metylowych kwasów tłuszczowych na stabilność tych skał.

EN

The article presents a studies on the selection of concentration and type of nanomaterials and other drilling mud components, which provide properties allowing its use for drilling in different geological conditions, especially in high pressure and high temperature (HPHT). Studies included determination of the impact of nanomaterials on the rheological parameters, API and HPHT filtration and inhibition properties of drilling fluids. Further part of the article includes a selection of other chemical agents such as polyglycols, fatty acid methyl esters, poly-N-vinylpyrrolidone, which provide proper technological parameters of drilling fluids in the borehole conditions. The tests shown a beneficial effect of nanosilica in combination with a polyglycol to the technological parameters of drilling fluid, especially to API and HPHT filtration. On the other hand, the shale hydration inhibition tests show good effect of the addition of silica nanoparticles in combination with polyglycol or fatty acids methyl esters on the stability of these rocks.

15

Rola środków chemicznych w kształtowaniu właściwości technologicznych cieczy wiertniczych

Uliasz M., Zima G., Rzepka M., Dębińska E.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 5

715-722

PL

Przedstawiono zastosowanie różnych środków chemicznych w technologii cieczy wiertniczych. Środki te są niezbędne w recepturach płuczek i zaczynów cementowych, które mogą być używane w procesie wiercenia otworu, a następnie uszczelniania rur okładzinowych. Przedstawione środki chemiczne podzielono wg funkcji, jaką pełnią one w składach płuczek wiertniczych i zaczynów cementowych. Opisane środki zaliczono do regulatorów czasu wiązania zaczynów cementowych, wypełniaczy, materiałów podnoszących wytrzymałość kamienia cementowego, polimerowych inhibitorów hydratacji skał ilastych, elektrolitów, środków chemicznych zwiększających lepkość, materiałów ilastych, materiałów obciążających, środków obniżających parametry reologiczne, środków zmniejszających filtrację oraz środków chemicznych o specjalnym przeznaczeniu.

EN

A review with 36 refs., of additives to drilling fluids (gas migration-reducing agents, setting time controllers, filling materials, plastificators and superplastificators, thickeners, filtration-improving agents, liquefying agents, ballast matter, hydration inhibitors, surface-active agents and lubricants).

16

System płuczkowy inhibitowany w technologii HDD

Jaworski J.

Inżynieria Bezwykopowa

|

2015

|

nr 3

90-92

PL

Płuczki wiertnicze, stosowane w procesie wykonywania kierunkowych wierceń horyzontalnych HDD, spełniają szereg zadań technologicznych. Wśród ich podstawowych cech można wymienić np. zapewnienie stabilności ściany otworu i równowagi ciśnień w otworze oraz transport zwiercin od czoła narzędzia wiercącego na powierzchnię.

17

Płuczka wiertnicza zawierająca gaz koloidalny w świetle badań laboratoryjnych

Błaż S.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2013

|

R. 16, Nr 2 (178)

4--7

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad doborem składu płuczki ze szczególnym uwzględnieniem polimerów charakteryzujących się odpowiednim profilem reologicznym oraz rodzaju i koncentracji związków powierzchniowo czynnych zdolnych do wytworzenia mikropęcherzyków powietrza w płuczkach wiertniczych. Koloidalny gaz zawarty w płuczkach często określany jako mikrosfery, mikropiany lub afrony, składa się ze ściśle ułożonych kulistych pęcherzyków powietrza o rozmiarach rzędu 10-100 µm. Specjalnie zaprojektowane mikropęcherzyki powietrza nadają płuczkom wiertniczym specyficzne właściwości reologiczne (wysokie wartości lepkości przy niskich szybkościach ścinania), mogą wpływać na ograniczenie uszkodzenia złoża i obniżenie filtracji. Podstawową właściwością afronów jest możliwość blokowania porów skał i łatwość ich usuwania przez płyny złożowe. Płuczki zawierające nierozpuszczalny gaz koloidalny mogą być stosowane do przewiercania formacji skał porowatych, a także w sczerpanych złożach ropy naftowej i gazu ziemnego, stanowią one tańszą alternatywę dla wiercenia underbalance. Płuczki te mogą również znaleźć zastosowanie do przewiercania szczelinowatych skał węglanowych gdzie występują problemy związane z jej zanikami.

EN

This paper presents results of laboratory tests on selection suitable chemicals to generate and stabilize colloidal gas in drilling muds. Colloidal gas contained in drilling mud, also called as microspheres, microfoam or aphrones, takes the form of tight composed spherical air bubbles with size between 10 to 100 μm. Specially designed air microbubbles give specific rheological properties to drilling muds (high values of viscosity at low shear rates), can reduce productive zone damage and decrease filtration. The main property of aphrones is ability to block rock pores and ease of removal them by reservoir fluids. Drilling muds containing colloidal gas can be used for drilling porous rock formations and depleted oil and gas reservoirs. They are cheaper alternative to underbalance drilling. These drilling muds can also be used for drilling in fissured carbonate rocks where fluid loss can occur.

18

Środki utleniające i enzymatyczne do usuwania osadów filtracyjnych z płuczek wiertniczych przed zabiegiem cementowania

Zima G., Uliasz M., Błaż S., Jasiński B.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

727--732

PL

W referacie przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad określeniem zdolności enzymów i utleniaczy do rozkładu polimerów stosowanych w składach płuczek wiertniczych, na podstawie pomiarów parametrów reologicznych zawiesin koloidalnych polimerów i płuczek wiertniczych. Badania te prowadzono przy różnym pH i zasoleniu (NaCI) i dotyczyły one wpływu wybranych środków (utleniaczy i enzymów) na parametry reologiczne płuczek wiertniczych. Do badań użyto płuczek wiertniczych o składach stosowanych przez serwisy płuczkowe na przedgórzu Karpat oraz na Niżu Polskim. Wybrane do badań płuczki zawierały w swoim składzie zarówno koloidy ochronne typu skrobiowego, jak i celulozowego, co pozwoliło na dobór odpowiednich środków (utleniaczy i enzymów) w zależności od typu użytego w składzie płuczki zestawu polimerów. Badania z udziałem płuczek wykonywano głównie w warunkach symulujących warunki otworowe, tj. w obecności zwiercin i skażeń chemicznych oraz w podwyższonej temperaturze. Uzyskano pozytywne wyniki odnośnie możliwości upłynniania płuczki bezpośrednio przed cementowaniem, a również możliwości zastosowania utleniaczy i enzymów w składach cieczy przemywających do usuwania osadów filtracyjnych.

EN

The paper presents the results of laboratory tests to determine the ability of enzymes and oxidants to degrade the polymers used in the composition of drilling fluids from measurements of the rheological parameters of colloidal suspensions of polymers and drilling fluids. These studies were carried out at different pH and salinity (NaCI), they relate to impact of oxidants and enzymes on rheological parameters of drilling fluids. Muds used in the study are applied by the drill sites in the foothills of the Carpathians and the Polish Lowlands. Muds selected for study included in its composition, both protective colloids such as starch and cellulose which allowed the selection of oxidants and enzymes, depending on the type of polymers used in the composition of a mud. Studies of drilling muds was performed under borehole conditions, i.e. presence of cuttings and chemical contamination and high temperatures. Positive results were achieved regarding the possibility of thinning of mud just before cementation, and the possibility of using oxidants and enzymes in the composition of the washing fluids to remove filter cake.

19

Systemy płuczek wiertniczych. Systemy płuczek wiertniczych do wiercenia otworów w formacjach łupkowych

Uliasz M., Zima G., Błaż S., Jasiński B.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 183

225--241

PL

Celem tego rozdziału jest wskazanie roli i zadań płuczki wiertniczej w procesie pozyskiwania gazu z formacji łupkowych. Przedstawiono kryteria doboru składu i właściwości płuczek wiertniczych do przewiercania formacji łupkowych występujących w różnych warunkach geologiczno-złożowych. Przeanalizowano możliwości wykorzystania, w utworach łupków ilastych występujących na obszarze Polski, opracowanych w INiG inhibitowanych płuczek wiertniczych i ich modyfikacji. Przeprowadzone kompleksowe prace interpretacyjne archiwalnych profilowań geofizycznych i badania geochemiczne dostarczyły informacji geologicznych o występowaniu na obszarze Polski gazu uwięzionego w łupkach dolnego paleozoiku, które związane są głównie z utworami ordowiku oraz syluru basenu bałtyckiego i lubelsko podlaskiego, jak również bloku małopolskiego. Utwory te, wykształcone w facjach: iłowcowej, iłowcowo-mułowcowej i mułowcowej o dużej miąższości oraz niskiej przepuszczalności i porowatości, zalegają na głębokościach od 500 do 4500 m [13, 19]. Ze względu na zawartość substancji organicznej tworzą ciemne osady nazywane czarnymi łupkami. Na podstawie tych prac, obszar występowania czarnych łupków ilasto-mułowcowych w utworach syluru i ordowiku uznano za najbardziej perspektywiczny do poszukiwania i udostępniania zakumulowanego w nich gazu ziemnego. Niekonwencjonalne złoża gazu ziemnego mogą również występować w kompleksach łupków ilastych utworów dolnego karbonu w strefie wielkopolskiej na obszarze monokliny przedsudeckiej oraz w mioceńskich utworach ilasto-mułowcowych na obszarze zapadliska przedkarpackiego [20].

EN

The goal of this article was to describe the role and tasks of the drilling fluid in the process of shale gas extraction. Criteria were presented for selecting the composition and properties of drilling fluids for drilling through the shale formations in different geological and deposit conditions, based on the experience of foreign companies. Also, the analysis was performed of possibilities of using inhibited drilling fluids and their modifications developed at the Oil and Gas Institute, in shale deposits in the area of Poland. The analysis of initial tests carried out at the Oil and Gas Institute demonstrates that the drilling fluid is one of the most important factors playing the basic role in optimization of the processes of drilling directional and horizontal boreholes in shale gas formations.

20

Próby zestalania zużytej płuczki wiertniczej w warunkach przemysłowych

Uliasz M., Steliga T., Błaż S., Zima G., Jakubowicz P.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

733--738

PL

Dobór rodzaju i właściwości płuczki do określonych warunków geologiczno-złożowych ma wpływ na prawidłową i w miarę bezawaryjną realizację otworu wiertniczego. Natomiast po zakończeniu wiercenia otworu płuczka ta, już jako zużyta, wraz z wynoszonym urobkiem stanowi odpad wiertniczy. W celu ograniczenia jego szkodliwego oddziaływania na środowisko, poddawany jest on różnym metodom zagospodarowania w procesach odzysku i unieszkodliwiania. W związku z tym, że podstawową część wytwarzanych odpadów stanowią zużyte płuczki wiertnicze, w INiG opracowana została technologia ich zestalania w ciało stałe, które po określonym czasie twardnienia, w zależności od rodzaju stosowanych środków wiążących, charakteryzuje się wytrzymałością mechaniczną oraz niską zdolnością wymywania substancji niebezpiecznych. W artykule przedstawiono proces zestalania zużytej płuczki bentonitowej przeprowadzony w warunkach przemysłowych i parametry otrzymanego półproduktu.

EN

The choice of drilling mud kind and its properties for given geological conditions influences proper and safe drilling process. After the well is drilled, this mud together with drilled solids is a drilling waste. To eliminate detrimental effect on environment, spent mud is supposed to various methods of spending in the process of reclamation and neutralization. Because most of the wastes are spent drilling muds, INiG has elaborated a technology of mud solidification, which after certain time of hardening, depending on solidification agents used, obtains mechanical strength and low leaking of hazardous chemicals. This publication presents spent bentonite mud solidification process conducted in field conditions and obtained product parameters.