ПІДВИЩЕННЯ ЗМАЩУВАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВОДНОГЛИНИСТИХ БУРОВИХ РОЗЧИНІВ ПІД ЧАС ПОХИЛО-СКЕРОВАНОГО ТА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРІННЯ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2079-0821.2024.01.06Ключові слова:
буровий водоглинистий розчин, рослинна олія, поверхнево-активні речовини, коефіцієнт зсуву (липкості) фільтраційної глинистої кірки, коефіцієнт змащування, мастильні властивостіАнотація
У роботі представлені результати експериментальних досліджень антифракційних властивостей природних рослинних олій: рицинової, конопляної, рапсової, соєвої, гірчичної, соняшникової та кукурудзяної. Наведено результати дослідів, що дозволяють оцінити вплив досліджуваних природних олій на параметри прісного, мінералізованого та соленасиченого водоглинистого бурового розчинів, таких як густина, реологічні та структурно-механічні властивості, рівень рН, показник фільтрації, товщина та липкість глинистої кірки, коефіцієнт змащування. Експеримент було проведено з використанням методики Американського нафтового інституту (за стандартами API). Встановлено, що у прісному розчині найбільш ефективно виявили змащувальні властивості рапсова олія в концентраціях 1 і 3 % та соняшникова олії в концентрації 1 %, у мінералізованому розчині – соняшникова олія концентрацією 0,5 % та рапсова олія концентрацією 3 %, в соленасиченому розчині – рапсова олія концентрацією 1 %. Добавки соняшникової олії показали задовільні результати тестувань лише для прісного і мінералізованого водоглинистих розчинів. Порівняно з соняшниковою олією рапсова олія виявила себе при додаванні до всіх досліджуваних зразків розчинів. Можна зробити висновок, що введення рапсової олії забезпечує задовільні антифракційні та технологічні показники для всіх типів розчинів, тому як основу змащувальної добавки обрано рапсову олію. Технологічно доцільні концентрації олій знаходяться в діапазоні від 1 до 3 %. За цих концентрацій олії меншою мірою виявляють негативний побічний ефект, зокрема на спінювання розчину, розчини характеризуються стабільною в часі консистенцією та покращуються їх змащувальні властивості. Розроблено склад змащувальної добавки на основі рапсової олії для обробки різних типів водоглинистих бурових розчинів на водній основі.
Посилання
Dmytrenko, V.I. & Diachenko,Yu.G. (2023) Enhancing the quality of the initial discovery of carbonate gas deposits in the Zahoryanska field zone by improving the drilling mud IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 2023, 1254, 012011. doi:10.1088/1755-1315/1254/1/012001.
Dmytrenko, V. I. & al. (2022) The use of bischofite in the gas industry as an inhibitor of hydrate formation. IOP Conf. Ser.: Earth Environ. Sci. 1049, 012052. doi:10.1088/1755-1315/1049/1/012052.
Kutnyi, B., Pavlenko, А., & Koshlak, H. (2020) Thermophysical-based effect of gas hydrates self-preservation. (Termofizyczny efekt samozachowawczy hydratów gazowych) Rocz. Ochr. Srodowiska, 22(1), 11-23.
Magun, M.Ya., Gurskyi, S.A., Zinkov, R.V. & Versta, O.M. (2015). Optimization of the lubricating admixture of lignosulfonate-potassium drilling fluid. Scientific journal: Oil and gas industry of Ukraine, 1, article number 10.
Mojtaba, К.М. & Koroush, T.N. (2015). A Case Study on the Successful Application of Solids Lubricants in Directional and Horizontal Drilling Operations to Reduce Torque and Drag and Improve ROP in One of the Carbonate Oil Reservoirs. Paper presented at the SPE/IATMI Asia Pacific Oil & Gas Conference and Exhibition. Nusa Dua, Bali, Indonesia. doi:10.2118/176473-MS.
Husameldin, Mahmoud, Arafat, A. A., Mohammed, M., Nasser, S., Hussein, I. A. & El‑Naas, Muftah. H. (2023). Green drilling fuid additives for a sustainable hole‑cleaning performance. Emergent Materials, 9, 1-2. doi.org/10.1007/s42247-023-00524-w.
Salikhova, O. A. & Tajieva, S. A. (2022). Obtaining and characteristics of drilling fluid. Journal NX-A Multidisciplinary Peer Reviewed Journal, 2581 – 4230(8), 25-27.
Gudarzifar, H., Sabbaghi, S., Rezvani, A. & Saboori R. (2020). Experimental investigation of rheological & filtration properties and thermal conductivity of water-based drilling fluid enhanced. Journal Powder Technol, 368, 323-341.
Xiangyang, Zhao, Daqi, Li, Heming, Zhu, Jingyuan, Mabc & Yuxiu, An. (2022). Advanced developments in environmentally friendly lubricants for water-based drilling fluid. Published by the Royal Society of Chemistry, 12, 3-16.
Mohammad, Humood, Mohammad, H. Ghamary, Pixiang, Lan, Larry, L. Iaccino, Xiaoying, Bao & Andreas, A. Polycarpou. (2019). Influence of additives on the friction and wear reduction of oil-based drilling fluid. An International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear, 422–423, 151.
Beg, O.A., Espinoza, D.E., Kadir, A. & Sohail, A. (2018). Experimental study of improved rheology and lubricity of drilling fluids enhanced with nano-particles. Journal Appl Nanosci, 8, 1069-1090. doi.org/10.1007/s13204-018-0746-4.
BP: Statistical Review of World Energy. (2020). https://nangs.org/analytics/bp-statistical-review-of-world-energy.
Zhao, X., Li, D., Zhu, М., Ma, J. & An, Y. (2022). Advanced developments in environmentally friendly lubricants for water-based drilling fuid: a review. RSC Adv, 12(35).
doi.org/10.1039/D2RA03888A.
Al-Hameedi & al. (2019). Insights into the application of new eco-friendly drilling fuid additive to improve the fuid properties in water-based drilling fuid systems. Journal Pet Sci Eng, 183, 106-424. doi.org/10.1016/j.petrol.2019.106424.
William, J.K.M., Gupta, P. & Sangwai, J.S. (2021). Interaction of lubricants on the rheological and filtration loss properties of water-based drilling fluids. Journal Pet. Sci. Technol, 39, 235-248.
Humood, M., Ghamary, M.H, Lan, P., Iaccino, L.L., Bao, X. & Polycarpou, A.A. (2019). Influence of additives on the friction and wear reduction of oil-based drilling fluid. An International Journal on the Science and Technology of Friction, Lubrication and Wear, 422-423, 151-160. doi.org/10.1016/j.wear.2019.01.028.
Wajheeuddin, M. & Hossain, M.E., (2018). Development of an environmentally-friendly water-based mud system using natural materials. Arab. J. Sci. Eng. 43(5), 2501-2513.
doi.org/10.1007/s13369-017-2583-2.
Sai, Deng, Chao, Kang, Alireza, Bayat, Ergun, Kuru, Manley, Osbak, Kristin, Barr & Cainan, Trovato. (2020). Rheological Properties of Clay-Based Drilling Fluids and Evaluation of Their Hole-Cleaning Performances in Horizontal Directional Drilling. J. Pipeline Syst. Eng. Pract., 11(3), 04020031-12. doi.org/10.1061/(ASCE)PS.1949-1204.0000475.
Paulo, C.F. da Camara, Liszt, Y.C. Madruga, Nivia, do N. Marques & Rosangela, C. Balaban. (2021). Evaluation of polymer/bentonite synergy on the properties of aqueous drilling fluids for high-temperature and high-pressure oil wells. Journal of Molecular Liquids, 327. doi.org/10.1016/j.molliq.2020.114808.
Sidharth, Gautam, Chandan, Guria & Vinay, K. Rajak. (2022). A state of the art review on the performance of high-pressure and high-temperature drilling fluids: Towards understanding the structure-property relationship of drilling fluid additives. Journal of Petroleum Science and Engineering, 213.
Roberta, K. Rodrigues, Stephanie, de F.C. Martins, Monica, F. Naccache & Paulo, R. de Souza Mendes. (2020). Rheological modifiers in drilling fluids. Journal of Non-Newtonian Fluid Мechanic, 286. doi.org/10.1016/j.jnnfm.2020.104397.
Ines, S. Afonso, Glauco, Nobrega, Rui, Lima, Josе, R. Gomes & Joаo, E. Ribeiro. (2023). Conventional and Recent Advances of Vegetable Oils as Metalworking Fluids Lubricants. MDPI Journal List, 11, 160, 2-4. doi.org/10.3390/lubricants11040160.
Kurre, S.K. & Yadav, J.A. (2023). Review on Bio-Based Feedstock, Synthesis, and Chemical Modification to Enhance Tribological Properties of Biolubricants. Ind. Crops Prod, 193, 116-122.
Bodachivska, L.Yu. (2022). Biodegradable surface-active substances from by-products of vegetable oil production in technical systems. Voprosy khimii i khimicheskoi tekhnologii, 6, 3-11.
Kotskulych, Ya.S., Tershak, B.A., Andrusiak, A.M. & Kotskulych, E.Ya. (2016). Low-clay emulsion flushing fluid for primary opening of productive layers. Scientific journal: Exploration and development of oil and gas deposits, 1(58), 19-27.
Bodachivska, L.Yu. (2021). Side streams from the vegetable oil production as feedstock for surfactants and their derivative technical systems. Catal. Petrochem, 31, 55-61.
Dіachenko, Yu.G. & Dmytrenko V.I. (2022). The effect of vegetable oils on the antifriction properties of drilling fluids. "Scientific spring" 2022: materials of the XII All-Ukrainian scientific and technical conference of students, postgraduates and young scientists (рg.300). Dnipro: National Technical University "Dniprovska Polytechnic".
Dmytrenko, V.I. & Dіachenko, Yu.G. (2021). The impact assessment of plant oils on unctuosity of drilling fluids. Technology Audit and Production Reserves, 2/3(58), 25-30. doi:10.15587/2706-5448.2021.229652.
Control of drilling fluid parameters. (2009). SОY 11.2-00135390-096:2009 (рр.100). Kyiv: "Ukrnafta".
Dmytrenko V.I. & Dіachenko, Yu.G. (2020). The impact of plant oils on unctuousity of washing liquids. Collection of scientific papers of the 13th International Scientific and Practical Conference "Academic and University Science: Results and Prospects". (рg.189). Poltava: Poltava Polytechnic.