مطالعه اثر مخلوط بیوپلیمر-ماده فعال سطحی بر عملکرد گل حفاری پایه آبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشکده فنی و مهندسی، واحد شهرضا، دانشگاه آزاد اسلامی، شهرضا، ایران

چکیده

در این تحقیق به بررسی اثر بیو پلیمر زانتان گام و ماده فعال سطحی تالو آمین پلی اتیلن گلایکول بر روی مشخصات گل حفاری پایه آبی پرداخته شده است. اثر افزودن بیوپلیمر، ماده فعال سطحی و مخلوط‌هایی با نسبت‌های مختلف از آنها بر گرانروی مؤثر، تنش برشی و میزان صافاب مطالعه شده است. نتایج نشان می‌دهد که مخلوط بیوپلیمر – ماده فعال سطحی، از نظر خواص رئولوژیکی و خواص کنترل کننده صافاب نسبت به سیالی که بر پایه پلیمر یا ماده فعال سطحی است، عملکرد بهتری دارد و در سرعت‌های برشی بالا دارای منحنی‌های بهتری است. نمونه‌های حاصل از مخلوط پلیمر- ماده فعال سطحی در مقایسه با نمونه‌هایی که فقط حاوی بیوپلیمرها هستند، کنترل صافاب بهتری دارند. در نمونه‌هایی که غلظت ماده فعال سطحی در آنها زیاد است، میزان صافاب از مقداری که برای سیستم‌های ترکیبی پلیمر و ماده فعال سطحی و یا سیستم‌های پلیمری مورد انتظار است، بسیار بیشتر است. آزمایشات فیلتر پرس در فشار و دمای بالا نیز انجام شد و مشاهده گردید که با افزایش زمان، میزان صافاب نمونه‌ها نسبت به حالت دما و فشار پایین با سرعت بیشتری افزایش می‌یابد.
 

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Study of the Biopolymer- Surfactant Mixture Effect on Performance of Water Based Drilling Mud

نویسندگان [English]

  • Mohammad Hassan Vakili
  • Saeed Zarasvandnia
Department of Engineering, Shahreza Branch, Islamic Azad University, Shahreza, Iran
چکیده [English]

In this study the effect of xanthan gum biopolymer and tallow-amin-poly-ethylene glycol surfactant on the properties of water based drilling mud has been studied. The effect of biopolymer or surfactant and mixtures of them with different ratios has been investigated on effective viscosity, shear stress and amount of filtration. The result shows that rheological and filtrate controlling properties of fluid with the polymer-surfactant mixture have better operational condition than fluids with only polymer or surfactant. The biopolymer-surfactant mixtures have also better linear curve on high shear rates. The cases, which consist of biopolymer-surfactant mixture have better filtrate controlling in comparison with samples which have only biopolymer. In the cases with only surfactant the amount of filtrate much higher than desirable amount with respect to polymeric and combinating cases. Filter press experimens was also carried out in high pressure and temperature. It is observed that the amount of filtrate increased with higher rate than low pressure and temperature.
 

کلیدواژه‌ها [English]

  • Xanthan Gum
  • Surfactant
  • Mud Drilling
  • Filtrate
  • Biopolymer
[1]. Navarrete R. C., Dearing H. L., Marsaglia K. M. and Seheult J. M., “Experiments in fluid loss and formation damage with xanthan-based fluids while drilling,” IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference, Kuala Lumpur, Malaysia, 2000##

[2]. Navarrete R. C., Seheult J. M. and Coffey M. D., “New bio-polymers for drilling, drill-in, completions, spacer fluids and coiled tubing applications,” IADC/SPE Asia Pacific Drilling Technology Conference, Kuala Lumpur, Malaysia, 2000.##

[3]سلماسی سلام‌زاده، مهریار، بررسی کاربرد رفتار رئولوژیکی پلیمرهای مختلف در حفاری افقی، یازدهمین کنگره ملی مهندسی شیمی ایران، سال 1385.##

[4]. Sarber J. G., Reynolds C., Michel C. M., Haag K. and Morris R. A., “The use of diutan biopolymer in coiled tubing drilling mud systems on the North slope of Alaska,” SPE/ICoTA Coiled Tubing and Well Intervention Conference and Exhibition, The Woodlands, Texas, USA, 2010.##

[5] Olatunde A. O., Usman M. A., Olafadehan O. A., Adeosun T. A. and Ufot O. E., “Improvment of rheological properties of drilling fluid using locally based materials,” Petroleum & Coal, Vol. 54, No.1, pp. 65-75, 2012.##

[6] Nwosu O. U. and Ewulonu C. M., “Rheological behaviour of eco-friendly drilling fluids from biopolymers,” J. of Polymer and Biopolymer Physics Chemistry, Vol.2, No.3, pp. 50-54. 2014.##

[7]. Patterson E., Topgaard D., Stilbs P. and Soderman O., “Surfactant/nonionic polymerinteraction,” A NMR Diffusometry and NMR Electrophoretic Investigation, Langmuir, Vol. 20, pp. 1138-1143, 2004##

[8]. Goddard E. D., “Polymer--surfactant interaction part I. uncharged water-soluble polymers and charged surfactants,” Colloids and Surfaces, Vol. 19, pp. 255-300. 1986##

[9]. Powell J. W., Parks C. F. and Seheult J. M., “Xanthan and welan: the effects of critical polymer concentration on rheology and fluid performance,” International Arctic Technology Conference, Anchorage, Alaska., 1991##

[10]. Gonzalez J. M, Quintero F., Arellano J. E., Márquez R. L., Sánchez C. and Pernía D., “Effects of interactions between solids and surfactants on the tribological properties of water-based drilling fluids,” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Vol. 391, No. 1-3, pp. 216-223, 2011,##

[11]. Ogugbue C., Rathan M. P. and Shah S. N., “Experimental investigation of biopolymer and surfactant based fluid blends as reservoir drill-In fluids,” SPE Oil and Gas India Conference and Exhibition, Mumbai, India, 2010##

[12]. Mogolon A.O, “Entrance of oil-base muds into shale,” M.Sc. Dissertation, The University of Texas at Austin, USA, 2006.##

[13] Lindman B. and Thalberg K., “Interactions of surfactants with polymers and protiens,” Boca Raton: CRC Press, 1993.