دراسة بحثية لخصائص سوائل الحفر ذات الصلابة المنخفضة المحضرة باستخدام البنتونايت العراقي
DOI:
https://doi.org/10.52716/jprs.v14i1.774الكلمات المفتاحية:
drilling fluid, properties, solid, polymer, Nanoالملخص
يهدف هذا البحث إلى دراسة خواص سوائل الحفر ذات المحتوى الصلب المنخفض المحضرة باستخدام البنتونايت العراقي. تم استخدام مستحلب البولي أكريلاميد، ومستحلب البولي أكريلات الصوديوم، والنانو سيليكا، والمايكرو سيليكا، حيث أظهرت النتائج نجاح هذه المواد في تحضير سوائل الحفر ذات المحتوى الصلب المنخفض. أما بالنسبة للمايكرو سيليكا، فهي مادة تستخدم مع الأسمنت عادةً، ولكن تم استخدامها في هذه الدراسة مع سوائل الحفر لرخص تكلفتها بالاضافة الى كونها مادة صديقة للبيئة. مادة البولي اكريلاميد هي مادة عالية الامتصاص وفعالة، تستخدم عادة أثناء حقن الآبار، ولكن في هذه الدراسة تم استخدامها لتحسين خواص البنتونايت العراقي.
تم تحضير 10 عينات من سوائل الحفر باستخدام المواد المذكورة أعلاه بنسب مختلفة، وتم استخدام البنتونيت العراقي أيضًا كمشتت أو مرحلة مشتتة. وكانت نسبة البنتونيت أثناء التحضير تتراوح بين (1.5-5) % لتحقيق مقاومة الجل الكافية وتوازن سرعة الترشيح. وعند رسم العلاقة بين إجهاد الانزلاق ومعدل الانزلاق وجد أن جميع العينات المحضرة تتبع نموذج قانون القدرة، حيث تم استخدامه في الحسابات الهيدروليكية من أجل تحديد فقدان الضغط في النظام الهيدروليكي للبئر. أظهرت النتائج أن بوليمر بولي أكريلاميد له التأثير الأفضل على البنتونايت العراقي من بين المواد الأخرى المستخدمة في هذه الدراسة، حيث أن 1% من هذه المادة كافية لتعزيز الخواص (الريولوجية والترشيح) للبنتونايت العراقي. ولكن لوحظ من النتائج المختبرية أنه عند تخفيض نسبة البنتونيت إلى 1.5% فإن السائل المحضر لن يتمكن من تعليق الباريت وبالتالي لن يحقق الكثافة المطلوبة بالرغم من إضافة الباريت. أفضل عينة لمائع الحفر هي عندما تكون نسبة المادة الصلبة الكلية 5% أي (10 غم بنتونايت عراقي، 7 غم باريت، 1 غم بوليمر، نانو، أو مواد نانوية). حيث أن سائل الحفر هذا كان له أفضل أداء من حيث فقدان الضغط، حيث أنه أعطى أقل فقدان للضغط.
المراجع
References:
Faleh H. M. Almahdawi, Ahmed Zarzor Al-Yaseri and Nagham Jasim, “Apparent Viscosity Direct from Marsh Funnel Test”, IJCPE, vol. 15, no. 1, pp. 51–57, Mar. 2014. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2014.1.6
Faleh H.M. Almahdawi, The Tolerance of Lime mud to Effect of Salt From Lower Faris Formation Missan Oil Fields,journal of petrolouem research and studies, VOL. 6 NO. 2 2016. https://doi.org/10.52716/jprs.v6i2.152
A. H. Assi, “Potato Starch for Enhancing the Properties of the Drilling Fluids”, Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, vol. 19, no. 3, pp. 33- 40, 2018. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2018.3.4
Dhorgham S. Ibrahim, Faleh H. M. Almahdawi, “Addition of Super Absorbent Polymer for Upgrading of Cement Quality in Iraqi Oil Wells”, Iraqi Journal of Chemical and Petroleum Engineering, Vol. 17, No.3, pp. 83- 90, 2016. https://doi.org/10.31699/IJCPE.2016.3.7
A. Abd Alhaleem, Safaa H. Sahi, and Amel H. Assi, “Bit Performance in Directional Oil Wells”, Journal of Engineering, vol. 21, no. 11, pp. 80-93. 2015, https://doi.org/10.31026/j.eng.2015.11.05
Moses A. Alum, and F. Egbon, “Semi-Analytical Models of the Effect of Drilling Fluid Properties on Rate of Penetration (ROP)”, SPE Nigeria Annual International Conference and Exhibition, Abuja, Nigeria, August 2011. https://doi.org/10.2118/150806-MS
Ahmed K. Abbas, Amel H. Assi, Hayder Abbas, Haidar Almubarak, and Mortadha Al Saba, "Drill Bit Selection Optimization Based on Rate of Penetration: Application of Artificial Neural Networks and Genetic Algorithm", Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference, Abu Dhabi, UAE, November 2019. https://doi.org/10.2118/197241-MS
Alameedy U, Wattan AR, Assi AH and Al-Jawad M, " Empirical Correlation for Determination of Shear Wave Velocitiesfrom Wireline Logs in West Qurna Oil Field", Petroleum & Petrochemical Engineering Journal, Vol.7,NO2,pp.1-16, 2023, https://doi.org/10.23880/ppej-16000346
Amel H. Assi, "enhancing the lifting capacity of drilling fluids in vertical wells", Iraqi journal of chemical and petroleum engineering, vol. 18 No. 3 pp. 13-29, 2017.
https://doi.org/10.31699/IJCPE.2017.3.2
H.C.H Darley, and G. R. Gray, “Composition and Properties of Drilling and Completion Fluids”, Fifth Edition, 1988.
George V. Chilingarian, E. Alp, R. Caenn, M. Al-Salem, S. Uslu, S. Gonzales, Ronald J. Dorovi, R. M. Mathur and Teh F. Yen, “Drilling Fluid Evaluation using Yield Point-Plastic Viscosity Correlation”, Energy Sources, vol. 8, no. 2-3, pp. 233-244, 1986. https://doi.org/10.1080/00908318608946052
L. Robinson, “Economic Consequences of Poor Solids Control”, American Association of Drilling Engineer (AADE), 2006.
Y. H. Chai, S. Yusup, and V. S. Chok, “A review on nanoparticle addition in base fluid for improvement of biodegradable ester-based drilling fluid properties”, Chemical Engineering Transactions, vol. 45, pp. 1447–1452, 2015. https://doi.org/10.3303/CET1545242
M. E. Baumert, E. N. Allouche and I. D. Moore, “Drilling Fluid Consideration in Design of Engineered Horizontal Directional Drilling Installation”, International Journal of Geomechanic, vol. 5, no. 4, pp. 339-349, December 2005. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1532-3641(2005)5:4(339)
S. M. Elkatatny, K. Zidan, and M. Mahmoud, “Determination of the rheological parameters of invert emulsion drilling fluid in real time using non-linear regression technique”, Petroleum & Petrochemical Engineering Journal, vol. 1, no. 1, pp. 1–7, 2017.
A. H. Assi and A. A. Haiawi, “Enhancing the Rheological Properties of Water-Based Drilling Fluid by Utilizing of Environmentally-Friendly Materials”, Journal of Petroleum Research and Studies, vol. 11, no. 3, pp. 66-81, Sep. 2021. https://doi.org/10.52716/jprs.v11i3.533
J. Abdul-Kareem J., F. SH. Hashim, and H. J. Hassan, “Study the effect of adding polyacrylamide on rheological and me- chanical properties of carboxymethyle cellulose polymer as aqueous solutions”, Chemical and Process Engineering Research, vol. 22, pp. 1–12, 2014.
A. Borthakur, S. R. Dutta Choudhury, P. Sengupta, K. V. Rao, and M. C. Nihlani, “Synthesis and evaluation of par- tially hydrolysed polyacrylamide as viscosifier in water based drilling fluids”, Indian Journal of Chemical Tech- nology, vol. 4, pp. 83–88, 1997.
T. L. Hughes, T. G. J. Jones, and O. H. Houwen, “Chemical char- acterization of CMC and its relationship to drilling-mud rheology and fluid loss”, Proceeding of SPE Drilling Engi- neering, vol. 8, no. 3, pp. 157-164, Article number SPE-20000- PA, 1993. https://doi.org/10.2118/20000-PA
A. G. Iscan, and M. V. Kok, “Effects of Polymers and CMC Concentration on Rheological and Fluid Loss Parameters of Water-Based Drilling Fluids”, Energy Sources, Part A, vol. 29, no. 10, pp. 939–949, 2007. https://doi.org/10.1080/00908310600713966
M. Dolz, J. Jiménez, M. Jesús Hernández, J. Delegido, and A. Casanovas, “Flow and Thixotropic of Non-Contaminating Oil Drilling Fluids Formulated with Bentonite and Sodium Carboxymethyl Cellulos”, Journal of Petroleum Science and Engineering, vol. 57, no. (3–4), 2007. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2006.10.008
J. T. Shakib, V. Kanani, and P. Pourafshary, “Nano-clays as additives for controlling filtration properties of water–bentonite suspensions”, Petro Science Engineering journal. Vol. 6, No. 2, pp. 33-45, 2016. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2015.11.018
S. Sadegh Hassani, A. Amrollahi, A. Rashidi, M. Soleymani, and S. Rayatdoost, “The effect of nanoparticles on the heat transfer properties of drilling fluids”, J. Pet. Sci. Eng., vol. 146, pp. 183–190, 2016, https://doi.org/10.1016/j.petrol.2016.04.009
A. H. Assi, R. R. Khazeem, A. S. Salem, and A. T. Ali, “Studying The Effect of Different Polymers on Rheological Properties of Water Base Muds”, Journal of Engineering, vol. 24, no. 12, pp. 12-25, 2018, https://doi.org/10.31026/j.eng.2018.12
B. M. A. Brito, P. M. Bastos, A. J. A. Gama, J. M. Cartaxo, G. A. Neves, and H. C. Ferreira, “Effect of carboxyl methylcellulose on the rheological and filtration properties of bentonite clay samples determined by experimental planning and statistical analysis”, Cerâmica, vol. 64, pp. 254–265, 2018. https://doi.org/10.1590/0366-69132018643702332
Batool A. Dhayea, and Faleh H. M. Almahdawi, “An approach for applying managed pressure drilling techniques to troublesome formations in an oil well in southern Iraq”, IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering 1067, 012152 IOP Publishing, 2021. https://doi.org/10.1088/1757-899X/1067/1/012152
Amel H. Assi, and A. A. Haiwi, “The Effect of Weighting Materials on the Rheological Properties of Iraqi and Commercial Bentonite in Direct Emulsion”, Iraqi Geological Journal, vol. 54, no. 1F, pp. 110-121, 2021. https://doi.org/10.46717/igj.54.1F.10ms-2021-06-30
Edition Technip, “Drilling Mud and Cement Slurry Rheology Manual”, Paris, 1982.
A. Abdel-Karim, Sameh H. Ismail, Ahmed M. Bayoumy, M. Ibrahim, and Gehad G. Mohamed, “Antifouling PES/Cu@Fe3O4 mixed matrix membranes: Quantitative structure–activity relationship (QSAR) modeling and wastewater treatment potentiality”, Chemical Engineering Journal, Vol. 407, 126501, 2021. https://doi.org/10.1016/j.cej.2020.126501
O. Mahmoud, H. A. Nasr-El-Din, Z. Vryzas, and V. C. Kelessidis, "Nanoparticle-Based Drilling Fluids for Minimizing Formation Damage in HP/HT Applications", Paper presented at the SPE International Conference and Exhibition on Formation Damage Control, Lafayette, Louisiana, USA, February 2016. https://doi.org/10.2118/178949-MS
التنزيلات
منشور
كيفية الاقتباس
إصدار
القسم
الرخصة
الحقوق الفكرية (c) 2024 مجلة البحوث والدراسات النفطية
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
