- Tytuł:
-
Drilling muds with stable rheological parameters using modified natural polymers
Płuczki wiertnicze o stabilnych parametrach reologicznych z wykorzystaniem modyfikacji polimerów naturalnych - Autorzy:
- Zima, Grzegorz
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1834963.pdf
- Data publikacji:
- 2019
- Wydawca:
- Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
- Tematy:
-
drilling mud
biopolymers
xanthan
guar gum
scleroglucan
płuczka wiertnicza
biopolimery
ksantan
żywica guarowa
skleroglukan - Opis:
-
This paper presents a study on the possible use of scleroglucan and guar gum mixture modified with aluminum ions as a part of a drilling mud. Currently, the most popular structure-directing agent for dispersed water-base drilling mud is the xanthan biopolymer (XCD). Scleroglucan is alternate structure-directing agent which can be used in a drilling mud, particularly in high temperature conditions. It has a completely nonionic character and creates a structure composed of polymer chains twisted in the form of a triple helix. Such build is characterized by high thermal resistance, multivalent metals cations resilience and salinity. Scleroglucan shows better capability in limiting water filtration than XCD especially in high temperatures. With that in mind its use is justified in the case of deep well. Improvement of rheologically-structural parameters of drilling muds can be achieved by using guar gum modified with use of trivalent ions, e.g. aluminum. This allows to reduce polymer concentration in drilling mud, resulting from a significant increase in viscosity due to the growth in molecular weight. Using scleroglucan in drilling mud composition combined with modified guar gum assures proper rheological parameters of drilling mud in low temperature as well as in high temperature. The combination of these two polymers enable the development of a drilling mud, which is characterized by the unique stability of its parameters in a wide temperature range. It is expected to reduce the expenditure on controlling drilling mud parameters during drilling due to combination of this type of agents in the drilling mud composition. In order to ensure an appropriate level of claystone hydration inhibition the addition of polyglycol was used in the composition of drilling muds, which in the proposed compositions additionally ensures appropriate technological parameters of drilling mud in borehole conditions. The paper proposes drilling mud compositions characterized by a special stability of rheological parameters in increased temperature. The most favorable properties of the drilling mud were obtained using a combination of xanthan, scleroglucan and guar gum modified with aluminum ions in its composition. By changing the type and concentration of individual polymers, we can design rheological parameters of drilling mud in the selected temperature range.
W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych nad możliwością zastosowania w recepturach płuczek wiertniczych skleroglukanu w połączeniu z żywicą guarową modyfikowaną jonami glinu. Obecnie najpopularniejszym środkiem strukturotwórczym do płuczek wodnodyspersyjnych jest biopolimer ksantan (XCD). Alternatywnym środkiem strukturotwórczym, który może znaleźć zastosowanie w płuczkach wiertniczych, szczególnie w warunkach podwyższonej temperatury, jest skleroglukan. Posiada on całkowicie niejonowy charakter i tworzy strukturę złożoną z łańcuchów polimerowych skręconych w postaci potrójnej helisy. Taka budowa warunkuje jego dużą odporność termiczną oraz odporność na kationy metali wielowartościowych i zasolenie. Skleroglukan wykazuje również lepszą od XCD zdolność ograniczania filtracji, szczególnie w wysokich temperaturach, w związku z tym jego użycie jest uzasadnione w przypadku głębokich otworów. Poprawę parametrów reologiczno-strukturalnych płuczek można również uzyskać przez zastosowanie modyfikacji żywicy guarowej za pomocą jonów trójwartościowych, np. glinu. Umożliwia to zmniejszenie stężenia polimeru w płuczce, wynikającego ze znacznego wzrostu lepkości, spowodowanego wzrostem masy cząsteczkowej. Użycie skleroglukanu w składzie płuczki wiertniczej w połączeniu z modyfikowaną żywicą guarową zapewni odpowiednie parametry reologiczne płuczki zarówno w niskich, jak i wysokich temperaturach. Połączenie tych dwóch polimerów umożliwi opracowanie płuczki, która charakteryzuje się unikatową stabilnością parametrów w szerokim zakresie temperatury. W wyniku zastosowania połączenia tego rodzaju środków w składzie płuczki wiertniczej należy spodziewać się również zmniejszenia nakładów na kontrolowanie jej parametrów w czasie wiercenia. W celu zapewnienia odpowiedniego poziomu inhibicji hydratacji skał ilastych w płuczkach wiertniczych zastosowano dodatek poliglikolu, który w opracowanych składach dodatkowo zapewnia uzyskanie odpowiednich parametrów technologicznych płuczek wiertniczych w warunkach otworowych. W artykule zaproponowano składy płuczek wiertniczych charakteryzujących się szczególną stabilnością parametrów reologicznych w podwyższonej temperaturze. Najkorzystniejsze właściwości płuczki uzyskano przy zastosowaniu w jej składzie połączenia ksantanu, skleroglukanu i guaru modyfikowanego jonami glinu. Zmieniając rodzaj i zawartości poszczególnych polimerów, możemy projektować parametry reologiczne płuczek w wybranym zakresie temperatur. - Źródło:
-
Nafta-Gaz; 2019, 75, 10; 598-612
0867-8871 - Pojawia się w:
- Nafta-Gaz
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł