امکان‌سنجی استفاده از ذرات میکرو حباب‌های پایدار با خواص رئولوژی کنترل شده در حفاری مخازن کم فشار

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

پژوهشکده مهندسی نفت، پردیس پژوهش و توسعه صنایع بالادستی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت

چکیده

حفاری مخازن کم فشار، با مشکلات فنی و اقتصادی زیادی همراه است، به‌گونه‌ای که توسعه این میادین را غیراقتصادی می‌نماید. یکی از عمده مشکلات حفاری این چاه‌ها، هرزروی‌های کنترل ناپذیر در شکاف‌ها می‌باشد. امروزه در تکنولوژی‌های نوین حفاری از میکروحباب‌های پایدار با قطر بین 10 تا µm 100 به‌همراه پلیمر جهت رفع این مشکل استفاده می‌گردد. خصوصیات منحصر به فرد سیال پایه آبی شامل میکروحباب، یک اتصال درونی الاستیک، سفت و غیر جامد در شبکه حفرات و شکستگی‌ها ایجاد می‌کند که باعث می‌شود نفوذ عمقی با استفاده از حباب‌های ریز هوا به حداقل برسد. این انسداد میکرونی به سادگی با جریان معکوس مخزن، هنگامی که تولید شروع می‌شود، شسته شده و از بین می‌رود و باعث کاهش هزینه‌های مربوط به فرآیندهای تحریک چاه می‌گردد. این سیالات غیر نیوتنی بوده و گرانروی ظاهری آنها در مقایسه با سیالات حفاری پایه آبی بیشتر است. رفتار آنها مشابه سیال حفاری شبه پلاستیک است و می‌توان آنها را با قانون توانی مدل کرد. نتایج تحقیقات در این مطالعه بر روی خصوصیات رئولوژیکی سیال پایه آبی شامل میکروحباب با غلظت‌های متفاوتی از پلیمر و سورفکتانت نشان می‌دهد که با افزایش غلظت سورفکتانت، گرانروی میکروحباب‌ها و اندازه ریزحباب‌ها در صورت ثابت ماندن غلظت پلیمر افزایش می‌یابد. همچنین اندازه حباب‌ها با افزایش غلظت پلیمر در یک مقدار ثابت از سورفکتانت کاهش می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Feasibility Study of Using Stable Micro-bubbles Particles with Controlled Rheological Properties in Low Pressure Reservoirs Drilling

نویسندگان [English]

  • Ezzatollah Kazemzade
  • Mohammad Soleymani
  • Jalal Jamali
Faculty of Research & Development Upstream Oil Industry, Petroleum Research Division, Research Institute of Petroleum Industry, Tehran, Iran
چکیده [English]

Drilling low-pressure reservoirs is associated with economic and technical issues; thus the development of these fields has been non-profitable. One of the major drilling problems of these wells is the uncontrollable loss of mud in fractures. Nowadays, new drilling technologies use sustainable micro bubbles with diameters between 10 and 100 micrometers and polymer to solve this problem. Unique characteristics of micro bubbles in water-based mud forms an inner elastic, firm, and solid connection in pores and fractures, which minimizes the penetration of tiny air bubbles deep into the network. This is simply a micro blockage which is washed and goes away with a reverse flow when the production starts and this reduces the cost of the stimulation processes of the well. These are non-Newtonian fluids and their apparent viscosity is higher in comparison with the water-based mud. Their behavior is similar to pseudoplastic drilling fluids and they can be modeled with a power law model. This study investigated the rheological properties of micro bubbles drilling fluids with different concentrations of polymer and surfactants; it was shown that increasing the surfactant concentration increased the viscosity of micro bubbles and the size of bubbles at a fixed polymer concentration; also, the size of the bubbles was reduced by increasing polymer concentration at a fixed amount of surfactant

کلیدواژه‌ها [English]

  • Stable Microbubbles
  • Depleted Reservoirs Drilling
  • Surfactant
  • polymer
  • Lightweight Drilling Fluid

1] He X., China University of petroleum “The past, present and future of aphron base drilling fluid” .SPE 141136-STU, SPE, Annual Technical and Exhibition Conference, Italy 2010.##

[2]. Sebba F., Foams and biliquid foams-aphrons, John Wiley and Sons, New York 1987.##

[3] Brookey T., “Micro-bubbles: new Aphron drill-In fluid technique reduces formation damage in horizontal wells”, SPE 39589, presented at the SPE International Symposium on Formation Damage Control, Feb., 18 – 19, 1998.##

[4]. Ramirez F., Greaves R, and Montilva J., “Experience using microbubbles – aphron drilling fluid in mature reservoirs of lake mracaibo”, SPE 73710, presented at the SPE International Symrosium and Exhibition on Formation Damage Control, Lafayette, Louisiana, Feb. 20-21, 2002.##

[5]. Rea A. B., Alvis E. C., Paiuk B. P., Climaco J. M., Vallerjo M., Leon M., Leon E., and Injosa J., “Application of aphrons technology in drilling depleted mature fields”, SPE 81082, Presented at the SPE Latin American and Caribean Petroleum Engineering Conference, Port-of-Spain, Trinidad, West Indies, Apr. 27-30, 2003.##

[6]. Arabloo N., Pordel Shahri M., Zamani M., M., “Rheological and filtration loss characterisics of colloidal gas aphron based drilling fluids”, Journal of the Japan Petroleum Institute, 55 (3), 2012.##

[7]. Growcock F. B., Belkin A., Fosdick M., Irving M., O’ Connor B., and Brookey T., Recent advances in aphron drilling fluid, IADC/SPE Drilling Conference, Miami, FL, Feb. 21-23, 2006.##

[8]. Ivan C. D., Quintana J. L., and Blake L. D., Aphron-Base Drilling Fluid: Evolving Technologies for Lost Circulation Control, SPE 71377, SPE Annual Technical Conference, New Orleans, Louisiana, Sept. 30-Oct3, 2001.##

[9]. Khalil M., Mohamed Jan, B., Abdul Raman A. A., “Rheological and statistical evaluation of nontraditional lightweight completion fluid and its dependence on temperature” Journal of Petroleum Science and Engineering 77: 27-33 (2011).##

[10]. Kommalapati R. R., Roy, D., Valsaraj K. T., and Constant W. D., “Characterization of colloidal gas aphron suspensions generated from plant-based natural surfactant solutions”. Sep. Sci. Technol., 31: 2317-2333, 1996.##