An Experimental Study on Structural and Thermal Stability of Water-Based Drilling Fluids

Authors : Ali ETTEHADİ

Pages : 70-80

Doi:10.31590/ejosat.843568

View : 18 | Download : 13

Publication Date : 2021-04-30

Article Type : Research Paper

Abstract :Jeotermal, derin petrol ve gaz kuyularının sondaj operasyonlarında su bazlı sondaj çamurların termal stabilitesi (ısıl kararlılığı) oldukça önemli bir parametredir. Sondaj akışkanının kimyasal ve fiziksel özellikleri, yüksek sıcaklıktan önemli ölçüde etkilenmekte ve sonuç olarak bu durum aşırı jelleşme ve formasyon hasarı sorunlarına yol açmaktadır. Yüksek sıcaklığın sonucu olarak, formasyon hasarı, yüksek sıvı kayıpları ve sondaj sıvısının formasyondaki tuzlu su ve hidroksitlerle etkileşiminden kaynaklanabilmektedir. Bu çalışmada, kil bazlı sondaj çamurlarının termal stabilitesi termal döngü testini kullanark incelenmiştir. Bu test, akışkan yapısının farklı koşullar altında kararlı kalıp kalmadığını gösteren etkin bir stabilite (kararlılık) testi olarak bilinmektedir. Bu test, jeotermal ve derin petrol ve gaz kuyularında sondaj akışkanının karşılaştığı ani ve hızlı sıcaklık artışlarını canlandırmak için sondaj akışkanına bu çalışma kapsamında uygulanmıştır. Çok az toksik etki göstermesinden, ekonomik uygunluğundan ve kolay bulunabilirliğinden dolayı killer sondaj akışkan sistemleri için kaçınılmaz bir katkı maddesi olarak tanınmaktadır. Eskişehir, Türkiye’den alınan sepiyolit kili ve API referanslı Wyoming bentonite kili, saf su kullanılarak; ağırlaştırılmış, ağırlaştırılmamış ve kirletilmiş çamur örnekleri hazırlanmıştır. Osilasyon genlik süpürme testleri öncelikle seçilen akışkan örneklerinin mekanik kararlılığını incelemek için uygulanmıştır. Ayrıca hazırlanan örnekler 25 °C den 150 °C ye kadar artarak oluşan beş termal döngü testine tabi tutulmuştur. Termal döngü testinin başlangıcındaki değere kıyasla viskozite değerinin göreceli değişimi, akışkan sistemlerindeki yapısal değişikliklerin bir ölçüsü olarak kullanılmıştır. Termal döngü testinin sonucuna göre, en az değeri göreli yapısal değişim gösteren çamur örneği, viskozitede en küçük düşüşe ve dolayısıyla en yüksek termal stabiliteye sahiptir. Discovery Hybrid Rheometer (DHR-II) aleti, osilasyon ve termal döngü testlerini uygulamak için kullanılmıştır. Bu çalışmanın sonuçlarına göre, formüle edilen sepiyolit çamurunun yüksek ve ani sıcaklık değişimlerine karşı stabilitesini (kararlılığını) koruduğu gözlemlenmiştir. Elde edilen uygun termal reolojik özellikler ve termal döngü test sonuçları, sepiyolit çamurlarının etkinliği için güçlü bir göstergedir. Bu çalışma, yüksek performanslı sondaj sıvıları hazırlamak için yüksek sıcaklığa duyarlı olan sepiyolit kilinin petrol ve jeotermal endüstrisinde daha fazla tanıtımına ve kullanılmasına yardımcı olmaktadır.
Keywords : Sondaj Çamuru, Termal Stabilite, Sepiyolit, Termal Döngü