مطالعه آزمایشگاهی اثر افزایه های کنترل هرزروی بر روی احتمال گیر کردن تفاضلی: مطالعه موردی گل های پایه نمکی اشباع و لیگنوسولفوناتی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

2 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی نفت، دانشگاه صنعتی شریف

3 دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی معدن، مکانیک سنگ، دانشگاه صنعتی امیرکبیر

4 دانشگاه صنعتی امیرکبیر دانشکده معدن و متالورژی

چکیده

حضور سازندهای متخلل کم فشار در هنگام حفاری، یکی از عوامل موثر بر زیاد شدن ضخامت کیک گل در دیواره چاه می باشد. این عامل باعث شدت یافتن احتمال بروز گیر اختلاف فشاری در چاه خواهد شد. از آنجا که افزایه های فراوانی جهت کنترل هرز روی سیالات مورد استفاده قرار می گیرد در این مطالعه سعی داریم تا اثر استفاده از این افزایه ها را در کنترل افت صافاب مورد مطالعه قرار دهیم. جهت این امر دو سیال مطرح در صنعت حفاری را انتخاب و اثر افزایه های مذکور را در آنها مورد مطالعه قرار داده ایم. اثر این نوع افزایه ها در سیالات لیگنوسولفوناته و سیالات پایه نمکی اشباع به کمک دستگاه بررسی خواص کیک گل و فیلتر پرس مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که به طور کلی مشکلات افت صافاب و گیر اختلاف فشاری در گل‌های پایه نمکی اشباع نسبت به گل‌های لیگنوسولفوناتی و گل‌های مقاله مرجع بیشتر است. در ضمن این طور به نظر می‌رسد که شکل هندسی افزایه در کنترل هرزروی و همچنین کاهش احتمال گیر اختلاف فشاری موثر باشد. در مورد افزایه‌های مورد آزمایش هم افزایه پوست گردو و افزایه سلفون به ترتیب بهترین کاهنده‌های افت صافاب و احتمال گیر اختلاف فشاری در گل‌های پایه نمکی اشباع و افزایه‌های میکا و خاک اره به ترتیب بهترین کاهنده‌های افت صافاب و احتمال گیر اختلاف فشاری در گل‌های لیگنوسولفوناتی بودند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Experimental Study of Fluid Loss Additives on Differential Sticking Probability, Case Study: Lignosulfonate & Salt saturated Muds

نویسندگان [English]

  • mohsen dehvedar 1
  • Sasan Yousefirad 2
  • Ehsan Azad 3
  • PARVIZ MOAREFVAND 4
1 PhD., petroleum engineering, Amirkabir University of Technology
2 M.Sc., Petroleum engineering, Chemical & Petroleum Engineering Department, Sharif University of technology
3 M.Sc., Mining engineering-Rock Mechanics, Amirkabir University of Technology
4 استادیار
چکیده [English]

High permeable with low pore pressure formations are one of the main causes in mud cake thickness. This effect influence on differential sticking probability. The fluid loss additives are used widely in drilling operations. In this paper tried to study the effect of these additives on fluid loss on two main categories of drilling fluids, salt saturated and lignosulfonate muds, with help of mud cake characterization equipment and API filtration setup. Also there are some reference muds for result comparison and tool calibrations. The results indicate that salt saturated muds have more fluid loss and filtration problems than lignosulfonate and reference muds. Also the shape of the additives has the main effect on these effects. In salt saturated muds wallnut shell was the best fluid loss reducer and cellephone had the most probable effect on differential sticking. In lignosulfonate muds mica had the best fluid loss reducing agent and sawdust Had the worst effect on sticking.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fluid loss additives
  • Salt saturated Muds
  • Lignosulfonate Muds
  • Differential sticking
  • Mud cake Characterization setup
Amanullah, Md. , & TAN, C.P. (2000). A Non-Destructive Method of Cake Thickness Measurement. Paper presented at Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, Brisbane, Australia, SPE: Society of Petroleum Engineering.
Amanullah, Md. , & TAN, C.P. (2001). Embedment Modulus of Mudcakes - Its Drilling Engineering Significance. Paper presented at AADE National Drilling Conference, Houston, Texas, AADE: American Association of Drilling Engineers.
Amanullah, Md. (2002). Experimental Determination of Adhesive-Cohesive Bond Strength and Adhesion Cohesion Modulus of Mudcakes. Paper presented at SPE Asia Pacific Drilling Technology (APDT). Jakarta, Indonesia, AADE: American Association of Drilling Engineers.
Amanullah, Md. (2003). Experimental Determination of Compressive, Pulling and Torsional Resistance of Mudcakes using a Triple Action Load Cell Assembly. Paper presented at 10th ISRM Congress. Sandton, South Africa: International Society for Rock Mechanics.
Amanullah, Md. (2004). Experimental Determination of the Variation of Torsional Resistance of Mudcakes with the Variation of Mud and Mudcake Composition. Paper presented at Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition (pp. 18-20). Perth, Australia: Society of Petroleum Engineers.
Amanullah, Md., & Al-Arfaj, M. K. (2016, August 22). Method and Apparatus to Reduce the Probability of Differential Sticking. Paper presented at IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference, Singapore.
Azad, E., Yousefirad, S., Dehvedar, M., Moarefvand, P. (In Press). Experimental study of freeing stuck pipe by changing in characterization and additives of mud cake. Amirkabir Journal of Mechanical Engineering, Accepted & Available Online from 17 May 2017.
Ay, A., Hakki Gucuyener, I., & Verşan Kök, M., (2014). An experimental study of silicate–polymer gel systems to seal shallow water flow and lost circulation zones in top hole drilling, Journal of Petroleum Science and Engineering, 122, 690-699.
Alsabagh, A.M., Abdou, M.I., Khalil, A.A., Ahmed, H.E., A.A., & Aboulrous, (2014). Investigation of some locally water-soluble natural polymers as circulation loss control agents during oil fields drilling, Egyptian Journal of Petroleum, Volume 23, Issue 1, 27-34.
Benaissa, S., Bachelot, A., Ricaud, J., Arquey, G., Yi, X., & Ong, S. (2005, January 1). Preventing Differential Sticking and Mud Losses Drilling through Highly Depleted Sands. Fluids and Geomechanics Approach. Paper presented at SPE/IADC Drilling Conference, Amsterdam, Netherlands.
Boukadi, F., Yaghi, B., AL-Hadrami, H., Bemani, A., Babadagli, T., & DE Mestre, P., (2004). A Comparative Study of Lost Circulation Materials, Energy Sources, 26:11, 1043-1051.
Bourgoyne Jr. A. T., Millheim, K. K., Chenevert, M. E., & Young Jr., F., (1986). Applied Drilling Engineering. Society of Petroleum Engineers.
Collins, N., Whitfill, D., Kharitonov, A., & Miller, M. (2010, January 1). Comprehensive Approach to Severe Loss Circulation Problems in Russia. SPE Russian Oil and Gas Conference and Exhibition, Moscow, Russia. Cook, J., Growcock, F., Guo, Q., Hodder, M., & Van Oort, E. (2011). Stabilizing the wellbore to prevent lost circulation. Oilfield Review, 23(4), 26-35.                                                                                                    Fink, J., & Karl Fink, J., (2015). Petroleum Engineer's Guide to Oil Field Chemicals and Fluids, Elsevier Science.
Gray, G. R., & Darley, H. C. H. (1983). Compositional and Properties of Oil Well Drilling Fluid. Gulf Publishing Company.
Jahanbakhshi, R., Keshavarzi, R., (2016). Intelligent Classifier Approach for Prediction and Sensitivity Analysis of Differential Pipe Sticking: A Comparative Study. The American Society of Mechanical Engineers (ASME). Journal of Energy Resources Technology. 138 (5).
Lourenço, A.M.F. & Marcelo, A., )2012(.A decision support model for differential sticking avoidance. PHD thesis. Curtin University.
Moazzeni, A., Nabaei, M., Kharrat, R., (2012). A breakthrough in controlling lost circulation in a pay zone by optimizing the particle size distribution of shellfish and limestone chips, Journal of Petroleum Science and Technology, 30, 290-306.
Okwu, A. E., & Dosunmu, A., (2013, August 5). A Risk Based Model to Quantify Differential Sticking Risk in Drilling Depleted Reservoir Formations. SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition. Lagos, Nigeria, SPE: Society of Petroleum Engineering.
Pilehvari, A. A., & Nyshadham, V. R., (2002, January 1). Effect of Material Type and Size Distribution on Performance of Loss/Seepage Control Material. International Symposium and Exhibition on Formation Damage Control. Lafayette, Louisiana, SPE: Society of Petroleum Engineering.
Reid, P. I., Meeten, G. H., Way, P. W., Clark, P., Chambers, B. D., & Gilmour, A. (1996, January 1). Mechanisms Of Differential Sticking And A Simple Well Site Test For Monitoring And Optimizing Drilling Mud Properties. SPE Drilling & Completion, 15(02). 
آزاد، احسان. (1394). بررسی اثر افزایه های گل حفاری در رفع گیرهای رخ داده در سیالات لیگنوسولفوناتی. پایان نامه منتشر شده
کارشناسی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، گروه اکتشاف.
یوسفی راد، ساسان. (1395). اثر کائوچو بر افت صافاب گلهای پایه نمکی اشباع. پایان نامه کارشناسی منتشر شده، دانشگاه صنعتی
امیرکبیر، دانشکده مهندسی معدن و متالورژی، گروه اکتشاف.