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Jul 17, 2023

Fluidi di perforazione e completamento

Mentre l'industria della trivellazione di petrolio e gas si sposta verso ambienti tecnicamente più impegnativi [ad esempio, perforazione di pozzi onshore/offshore ultraprofondi a temperature e pressioni estremamente elevate (superiori a 300°F)

Mentre il settore della trivellazione di petrolio e gas si sposta verso ambienti tecnicamente più impegnativi [ad esempio, perforazione di pozzi onshore/offshore ultraprofondi a temperature estremamente elevate (superiori a 300°F) e pressione (peso specifico del fango superiore a 2,0)], le aziende sono sempre più sotto pressione per allungare tecnologia e migliorare le prestazioni di perforazione, cercando al contempo di ridurre i costi e soddisfare i requisiti delle normative ambientali più severe. Si potrebbero realizzare aumenti significativi delle riserve se i rischi associati alla perforazione in condizioni così difficili (ad esempio, controllo della pressione, instabilità del pozzo, perdita di circolazione, gas acido) possono essere gestiti in modo efficace. Progettazione e sviluppo di una nuova generazione di fluidi di perforazione in grado di soddisfare tutte le funzioni attribuite (ad esempio, stabilizzare il pozzo, controllare la pressione della formazione, trasportare i detriti perforati, minimizzare la perdita di fluido e non ridurre la produttività della formazione) sotto pressioni così estreme e le condizioni di temperatura sono uno dei requisiti chiave per sbloccare queste risorse.

I fluidi di perforazione utilizzati a pressioni e temperature elevatissime devono essere termicamente stabili e in grado di mantenere le loro proprietà reologiche. Tradizionalmente, in queste condizioni estreme vengono utilizzati fluidi di perforazione non acquosi (NADF). I NADF, tuttavia, hanno costi operativi significativamente elevati con rischi associati per la salute, la sicurezza e l’ambiente. Di conseguenza, c’è stata una crescente domanda da parte degli operatori di utilizzare fluidi di perforazione acquosi [fanghi a base d’acqua (WBM)], che sono noti per essere rispettosi dell’ambiente e relativamente meno costosi. L’uso delle WBM a temperature e pressioni estreme, tuttavia, deve affrontare diverse sfide, tra cui la decomposizione dei polimeri e di altri additivi utilizzati come preventori della perdita di fluidi e stabilizzanti reologici. Pertanto, la ricerca recente si è concentrata sulla progettazione e sullo sviluppo di sistemi WBM che soddisfino le seguenti specifiche:

I nuovi sistemi a base acqua a temperatura ultraelevata hanno utilizzato polimeri sintetici ramificati personalizzati che presentano proprietà reologiche e controllo della perdita di fluido superiori, nonché stabilità a lungo termine sopra i 400°F. Questi polimeri sintetici ramificati sono compatibili con la maggior parte delle salamoie dei giacimenti petroliferi e mantengono un'eccellente reologia di fascia bassa.

Altre formulazioni hanno proposto l'uso di microsfere polimeriche di β-ciclodestrina (β-CPM) come riduttore di filtrazione ad altissima temperatura rispettoso dell'ambiente. Quando la temperatura superava i 160°C, si verificava una reazione idrotermale per i β-CPM e, di conseguenza, si formavano numerose sfere di carbonio di dimensioni micro e nanometriche, che si collegavano attraverso micro e nanopori all'interno del pannello filtrante e riducevano la permeabilità del pannello filtrante. effettivamente.

I nanocompositi di carbonio idrotermale e bentonite sono proposti anche come additivi non polimerici per risolvere la sfida della temperatura/pressione ultraelevata nei fluidi di perforazione a base acquosa. I nanocompositi vengono sintetizzati mediante una semplice reazione idrotermale in cui l'amido di biomassa e la bentonite di sodio vengono utilizzati rispettivamente come precursore e modello. Tali formulazioni hanno mostrato proprietà reologiche e di filtrazione favorevoli dopo la laminazione a caldo a temperature fino a 460°F.

Questa sezione presenta documenti selezionati che mostrano esempi di progettazione, sviluppo e applicazioni sul campo della nuova generazione di tecnologie dei fluidi WBM.

Letture aggiuntive consigliate

Le microsfere polimeriche riducono al minimo le perdite di filtrazione nel fluido di perforazione a base acquosa

Il fluido di perforazione a base acquosa ad alta temperatura accede alle riserve esaurite di acque profonde

Il fluido di perforazione a base acquosa aiuta a controllare le condizioni estreme nella produzione di gas shale

I documenti tecnici di questo mese

SPE 206444 Applicazione di successo di una nuova generazione di polimeri inibitori dell'argilla durante la perforazione di un pozzo esplorativo profondo nella regione di Astrakhan di Petr Leonidovich Ryabtsev, Akros, et al.

SPE 205539 Miglioramento delle proprietà reologiche e di filtrazione dei fluidi di perforazione a base acquosa utilizzando nanocompositi di carbonio idrotermico e bentonite in condizioni di temperatura ultraelevata e alta pressione di Hanyi Zhong, China University of Petroleum East China, et al.